Proyek flora usus di perut sapi dimulai
Para peneliti di University of Hohenheim bekerja dengan perut / temuan sapi berteknologi tinggi dan buatan memungkinkan pemberian makan yang lebih bertarget untuk hewan yang lebih sehat. Rata-rata, seekor sapi mengkonsumsi 18 kilogram pakan per hari. Tetapi untuk dapat menyerap nutrisi dari jumlah makanan ini, hewan tersebut membutuhkan bantuan jutaan bakteri yang berbeda dan sangat khusus yang menjajah perut dan saluran pencernaan. Sebuah kerjasama penelitian antara ilmuwan dari nutrisi hewan dan mikrobiologi di University of Hohenheim di Stuttgart sedang menyelidiki bagaimana bakteri tersebut berhasil mengekstrak nutrisi berharga dari materi tanaman yang resisten. Studi ini berfokus pada bakteri Prevotella spp., yang menyumbang hingga 40 persen bakteri dalam rumen. German Research Foundation DFG mendanai seluruh proyek dengan total 450.000 euro. Ini menjadikannya salah satu penelitian kelas berat di Universitas Hohenheim.
Hewan ruminansia seperti sapi harus mendapatkan pati, protein, vitamin dan mineral dari makanan nabati. Agar mereka dapat melakukan ini, bakteri yang sangat terspesialisasi bekerja dengan kecepatan penuh di rumen, perut sapi terbesar. “Kinerja khusus sapi adalah mendapatkan protein dari makanan nabati eksklusif,” jelas ahli mikrobiologi dan nutrisi hewan Jun.-Prof. dr Jana Seifert.
Dalam melakukannya, Jun.-Prof. dr Seifert dan rekannya Prof. Dr. Julia Fritz-Steuber, bakteri Prevotella memainkan peran penting. "Karena Prevotella membentuk sebagian besar bakteri dalam rumen, kami berasumsi bahwa itu juga memainkan peran penting dalam konversi makanan. Namun sejauh ini, kami tidak tahu persis bagaimana Prevotella mendapatkan energinya dari makanan," rangkum Prof. Dr. Fritz-Steuber meringkas tujuan proyek.
Dalam proyek lintas fakultas, kedua ahli mikrobiologi itu bersama-sama menyelidiki zat mana yang dipecah bakteri dan zat protein apa yang terbentuk darinya. "Untuk melakukan ini, kami menawarkan bakteri berbagai zat dan melihat mana yang diserapnya," kata Prof. Dr. Fritz Steuber.
Tes makan untuk bakteri
Pendekatannya terdengar sangat sederhana, tetapi membutuhkan rekayasa mikrobiologi yang rumit. Oleh karena itu, kedua ilmuwan telah membagi pekerjaan. Prof.Dr. Fritz-Steuber, seorang ahli mikrobiologi di tingkat sel, menumbuhkan bakteri Prevotella di laboratorium dan kemudian memberi mereka berbagai nutrisi yang ditemukan dalam pakan sapi. Setelah bakteri diisolasi dari lingkungan biasanya, ilmuwan dapat memahami dengan tepat zat apa yang digunakan Prevotella. “Kami tahu dari studi genom Prevotella bahwa bakteri mampu memanfaatkan berbagai nutrisi. Namun sejauh ini, kami belum dapat memahami mana yang akhirnya menggunakannya dan mana yang tidak."
Dari blok bangunan individu hingga seluruh rantai daur ulang
Temuan Prof. Dr. Eksperimen Fritz-Steuber dikembangkan Jun.-Prof. dr Terus sabun. Namun, ia meninggalkan bakteri Prevotella dalam jus rumen. "Akhirnya, kami juga ingin mempertimbangkan pengaruh komponen lain dari jus rumen terhadap aktivitas Prevotella."
Dalam langkah selanjutnya, Jun.-Prof. dr Memutarbalikkan kenyataan di perut sapi lebih jauh: ia mengulangi tes makan dalam model mekanis rumen. Model ini mensimulasikan gerakan rumen, yang memastikan bahwa isinya terus-menerus tercampur dengan mengencangkan otot-otot yang berbeda secara teratur.
"Kami memilih detail dari rantai pemanfaatan di perut sapi, memperbesar dan memeriksanya dan memasukkan kembali informasi yang diperoleh ke dalam gambaran keseluruhan," kata Jun.-Prof. dr Seifert.
Fasilitas inti baru menyediakan akses ke teknologi terbaru
Prof.Dr. Fritz-Steuber menekankan betapa pentingnya perangkat analisis yang kuat untuk pekerjaan mereka. "Kami ingin memperbesar rumen, dan berkat perangkat modern, kacamata menjadi semakin halus."
Antara lain, ahli mikrobiologi bekerja di sana dengan spektrometer massa baru: Ini memungkinkan mereka untuk menganalisis protein dan zat lain yang dihasilkan mikroorganisme di perut sapi selama pencernaan. "Jenis penelitian ini sangat didorong oleh teknologi dan tidak akan mungkin terjadi tanpa peralatan berskala besar seperti itu," kata Prof. Dr. Fritz Steuber.
Pemahaman yang lebih baik tentang perut sapi yang lebih sehat
Tingkat perbesaran yang lebih tinggi berikutnya, seluruh sapi, tidak lagi diterangi dalam percobaan. “Kami melakukan riset dasar. Untuk menggunakan hasil kami dalam nutrisi hewan, pertama-tama mereka harus dikembangkan lebih lanjut dalam uji coba makan, ”kata Jun.-Prof. dr Seifert.
Perkembangan lebih lanjut seperti itu dapat merangsang aktivitas dan kuantitas bakteri Prevotella atau pembentukan zat tertentu yang meningkatkan kesehatan oleh bakteri melalui pemberian zat tertentu yang ditargetkan. Para ilmuwan berharap ini dapat meningkatkan kesehatan rumen dan menghasilkan pemanfaatan pakan yang lebih efisien.
Sampel dari rumen berkat akses fistula
Berkat sapi berfistula dari Universitas Hohenheim, mudah bagi para ilmuwan untuk mendapatkan jus rumen yang mereka butuhkan: fistula, akses buatan ke rumen, dapat dibuka untuk mengambil sampel darinya. Lima ekor sapi Jersey di gudang universitas dilengkapi dengan pintu masuk yang terbuat dari plastik empuk.
Tidak seperti metode pengambilan sampel lainnya, ini tidak menyebabkan rasa sakit atau stres pada sapi dan menghindari pemotongan hewan untuk evaluasi isi lambung.
Latar Belakang: "Interaksi antara konservasi energi fermentasi dan respirasi pada bakteri rumen Prevotella spp."
Fakultas pertanian dan ilmu alam bekerja sama erat dalam proyek "Interaksi antara konservasi energi fermentasi dan pernapasan pada bakteri rumen Prevotella spp". Departemen Mikrobiologi Seluler Prof. Dr. Fritz-Steuber dan gelar profesor junior "Interaksi Mikrobiota Umpan-Usus" oleh Jun.-Prof. dr Untuk ini, Seifert menerima 225.000 euro dari German Research Foundation. Proyek ini akan dimulai pada September 2017 dan akan berlangsung selama 3 tahun.
Latar belakang: penelitian kelas berat
29,5 juta euro dalam dana pihak ketiga diperoleh ilmuwan dari Universitas Hohenheim 2016 untuk penelitian dan pengajaran. Secara berturut-turut, seri "penelitian kelas berat" menyajikan proyek-proyek penelitian luar biasa dengan volume keuangan setidaknya 250.000 Euro untuk penelitian apparative dan 125.000 Euro untuk penelitian non-teknis.
