Verkefni um þarmaflóru í magakúm hefst
Vísindamenn við Háskólann í Hohenheim vinna með hátækni og gervi kúmaga / niðurstöður leyfa markvissari fóðrun fyrir heilbrigðari dýr. Kýr eyðir að meðaltali 18 kílóum af fóðri á dag. En til þess að geta tekið upp næringarefnin úr þessu magni af fæðu þarf dýrið aðstoð milljóna mismunandi, mjög sérhæfðra baktería sem nýlenda í maga og meltingarvegi. Rannsóknarsamstarf vísindamanna frá dýrafæði og örverufræði við Háskólann í Hohenheim í Stuttgart er að kanna hvernig bakteríum tekst að losa dýrmæt næringarefni úr seiglu plöntumassanum. Þungamiðja rannsóknarinnar er bakterían Prevotella spp., Sem er allt að 40 prósent af bakteríunum í vömbinni. Þýska rannsóknarstofnunin DFG styrkir heildarverkefnið með samtals 450.000 evrum. Þetta gerir það að einu þungavigtar rannsókna við Háskólann í Hohenheim.
Jórturdýr eins og nautgripir verða að fá sterkju, prótein, vítamín og steinefni úr plöntumat. Til þess að þeir geti þetta, starfa mjög sérhæfðar bakteríur á fullum hraða í vömbinni, stærsta kúmaga. „Sérstakt afrek kýrinnar er að fá prótein úr eingöngu plöntumat,“ útskýrir örverufræðingur og sérfræðingur í dýrafóðrun, jún. - prófessor. Dr. Jana Seifert.
Samkvæmt júní-próf. Dr. Seifert og kollegi hennar prófessor Dr. Julia Fritz-Steuber, bakterían Prevotella gegnir mikilvægu hlutverki. „Þar sem Prevotella er stór hluti bakteríanna í vömbinni, gerum við ráð fyrir að hún gegni einnig mikilvægu hlutverki í nýtingu matvæla. Enn sem komið er vitum við ekki hvernig nákvæmlega Prevotella fær orku sína frá mat, “dregur prófessor Dr. Fritz-Steuber tók saman markmið verkefnisins.
Í þverdeildarverkefninu rannsaka örverufræðingarnir tveir því sameiginlega hvaða efni brotna niður af bakteríunni og hvaða próteinefni hún framleiðir úr þeim. „Til að gera þetta bjóðum við bakteríunni upp á ýmis efni og sjáum hvaða þau taka í sig,“ segir prófessor Dr. Fritz-Steuber.
Borðarpróf fyrir bakteríuna
Aðkoman hljómar ótrúlega einföld en hún krefst flókinnar örverufræðilegrar tækni. Þess vegna skiptu vísindamennirnir tveir verkinu. Prófessor Dr. Fritz-Steuber, sérfræðingur í örverufræði á frumustigi, ræktar Prevotella bakteríur á rannsóknarstofunni og býður þeim síðan hin ýmsu næringarefni sem finnast í fóðri kúa. Þegar bakterían hefur verið einangruð frá venjulegu umhverfi sínu getur vísindamaðurinn skilið nákvæmlega hvaða efni Prevotella notar. „Við vitum af rannsóknum á erfðasamsetningu Prevotella að bakterían getur notað fjölda næringarefna. Hingað til höfum við ekki getað skilið hvaða það notar á endanum og hver ekki. “
Frá einstökum byggingarreit í alla endurvinnslukeðjuna
Niðurstöður prófessors Dr. Tilraunir Fritz-Steuber eru þróaðar af Jun.-Prof. Dr. Seifert áfram. Hins vegar skilur hún Prevotella bakteríuna eftir í vömbinni. „Að lokum viljum við einnig íhuga hvaða áhrif aðrir þættir vömbusafans hafa á virkni Prevotella.“
Í frekara skrefi, júní-próf. Dr. Sækir veruleikann í maga kýrinnar enn frekar: Það endurtekur átuprófið í vélrænu líkani af vömbinni. Líkanið hermir eftir hreyfingum vömbarinnar sem með því að spenna reglulega mismunandi vöðva tryggir að innihald þess er stöðugt blandað saman.
„Við tökum út smáatriði úr nýtingarkeðjunni í nautgripum, stækkum og skoðum það og setjum síðan upplýsingarnar sem aflað er aftur inn í heildarmyndina,“ segir Jun.-Prof. Dr. Seifert.
Ný kjarnaaðstaða gerir aðgang að nýjustu tækni
Prófessor Dr. Fritz-Steuber leggur áherslu á hversu mikilvæg afkastagreiningartæki eru fyrir störf sín. „Við viljum stækka vömbina og þökk sé nútímatækjunum verða gleraugun fínni og fínni.“ Þessi tæki hafa verið fáanleg í nýju kjarnaaðstöðunni í Háskólanum í Hohenheim frá áramótum og eru notuð af starfsmenn frá fjölmörgum sérsviðum.
Örverufræðingarnir þar vinna meðal annars með nýja massagreiningu: Það gerir þeim kleift að greina prótein og önnur efni sem örverurnar í maga kýrinnar framleiða við meltinguna. „Þessi tegund rannsókna er ákaflega tæknidrifin og væri ekki möguleg nema með svona stórum tækjum,“ segir prófessor Dr. Fritz-Steuber.
Betri skilningur á heilbrigðara kúamagi
Næsta hærra stig stækkunar, öll kýrin, er ekki lengur upplýst í tilrauninni. „Við gerum grunnrannsóknir. Til þess að nota niðurstöður okkar í fóðri þarf fyrst að þróa þær frekar í fóðrunartilraunum, “segir Jun.-Prof. Dr. Seifert.
Ein slík frekari þróun gæti verið að örva virkni og magn Prevotella baktería eða myndun baktería með tilteknum heilsueflandi efnum með markvissri fóðrun. Vísindamennirnir vonast til að þetta geti stuðlað að vömb heilsu og gert fóðrið skilvirkara.
Sýni úr vömbinni þökk sé fistilaðgangi
Þökk sé fóstruðu kúnum við Háskólann í Hohenheim er auðvelt fyrir vísindamennina að fá vömu safa sem þeir þurfa: fistilinn, gervi aðgangur að vömbinni, er hægt að skrúfa frá til að taka sýni. Fimm Jersey kýr í hesthúsinu eru búnar slíkum aðgangi úr bólstraðu plasti.
Öfugt við aðrar sýnatökuaðferðir veldur þetta engum sársauka eða álagi fyrir kýrnar og kemur í veg fyrir að dýr þurfi að slátra til að greina magainnihald.
Bakgrunnur: "Samspil gerjunar og orkusparnaðar í öndunarfærum í vömbakteríunni Prevotella spp."
Í verkefninu „Samspil gerjunar og orkusparnaðar í öndunarfærum í vömbakteríunni Prevotella spp“ vinna deildir landbúnaðar- og náttúruvísinda náið saman. Deild frumu örverufræði prófessors Dr. Fritz-Steuber og yngri prófessorinn „Feed-Gut Microbiota Interaction“ frá júní-prófessor. Dr. Seifert fær hvor um sig 225.000 evrur frá þýsku rannsóknarstofnuninni. Verkefnið hefst í september 2017 og mun standa í 3 ár.
Bakgrunnur: þungavigtar rannsókna
29,5 milljónir evra í fjármunum þriðja aðila keyptu vísindamenn Háskólans Hohenheim 2016 til rannsókna og kennslu. Í engri sérstakri röð, röð "heavyweights rannsóknir" kynnir framúrskarandi rannsóknarverkefni með fjárhagslegum rúmmál amk 250.000 evrur fyrir rannsóknum á búnaðinum eða 125.000 evrur fyrir utan á búnaðinum rannsóknir.
