פרויקט על פלורת המעיים בבטן הפרה מתחיל
חוקרים מאוניברסיטת הוהנהיים עובדים עם קיבה מלאכותית של פרה והייטק/ממצאים מאפשרים האכלה ממוקדת יותר לבעלי חיים בריאים יותר. בממוצע, פרה צורכת 18 ק"ג מזון ליום. אבל כדי להיות מסוגל לספוג את החומרים התזונתיים של כמות המזון הזו, החיה זקוקה לעזרתם של מיליוני חיידקים שונים, בעלי התמחות גבוהה, המתיישבים את הקיבה ומערכת העיכול. שיתוף פעולה מחקרי בין מדענים מתזונת בעלי חיים ומיקרוביולוגיה באוניברסיטת הוהנהיים בשטוטגרט חוקר כיצד החיידקים מצליחים להפיק חומרים מזינים יקרי ערך מהחומר הצמחי העמיד. המחקר מתמקד בחיידק Prevotella spp., המהווה עד 40 אחוז מהחיידקים ברחם. קרן המחקר הגרמנית DFG מממנת את כל הפרויקט בסכום כולל של 450.000 יורו. זה הופך אותו לאחד מבעלי המשקל הכבד במחקר באוניברסיטת הוהנהיים.
מעלי גירה כמו בקר צריכים להשיג עמילן, חלבון, ויטמינים ומינרלים ממזון צמחי. על מנת שיוכלו לעשות זאת, חיידקים מיוחדים ביותר פועלים במלוא המהירות ברחם, הגדול בקיבה של הפרה. "הביצועים המיוחדים של הפרה הם השגת חלבון ממזון על בסיס צמחי בלבד", מסביר המיקרוביולוג והמומחה לתזונת בעלי חיים יוני-פרופ'. ד"ר יאנה סייפרט.
בתוך כך, יוני-פרופ. ד"ר סייפרט ועמיתה פרופ' דר. ג'וליה פריץ-שטובר, החיידק Prevotella ממלא תפקיד חשוב. "מכיוון ש-Prevotella מהווה חלק גדול מהחיידקים ברחם, אנו מניחים כי יש לה גם תפקיד חשוב בהמרת מזון. אולם עד כה איננו יודעים כיצד בדיוק פרובוטלה מקבלת את האנרגיה שלה מהמזון", מסכם פרופ' ד"ר. פריץ-שטובר מסכמת את מטרת הפרויקט.
בפרויקט חוצה הפקולטות, בודקים לכן שני המיקרוביולוגים במשותף אילו חומרים מפרק החיידק ואילו חומרים חלבוניים הוא יוצר מהם. "כדי לעשות זאת, אנו מציעים לחיידק חומרים שונים ורואים אילו מהם הוא סופג", אומר פרופ' ד"ר. פריץ שטובר.
בדיקת אכילה לחיידק
הגישה נשמעת פשוטה להפליא, אבל דורשת הנדסה מיקרוביולוגית מסובכת. לכן, שני המדענים חילקו את העבודה. פרופסור דוקטור. פריץ-שטובר, מומחית למיקרוביולוגיה ברמה התאית, מגדלת במעבדה חיידקי פרבוטלה ולאחר מכן מציעה להם את חומרי ההזנה השונים המצויים במזון לפרות. לאחר מבודד החיידק מסביבתו הרגילה, המדען יכול להבין בדיוק באילו חומרים משתמשת Prevotella. "אנו יודעים ממחקרים על הגנום של Prevotella שהחיידק מסוגל לנצל מגוון של חומרים מזינים. אולם עד כה לא הצלחנו להבין מי בסופו של דבר משתמש בו ואיזה לא".
מאבן הבניין הבודדת ועד כל שרשרת המיחזור
הממצאים של פרופ' דר. הניסויים של פריץ-שטובר פיתחו את יוני-פרופ. ד"ר תמשיך לסבן. עם זאת, הוא משאיר את חיידק Prevotella במיץ הגירה. "לבסוף, אנחנו רוצים לשקול גם את ההשפעה של שאר המרכיבים של מיץ הגירה על פעילותה של Prevotella".
בשלב נוסף, יוני-פרופ. ד"ר מבטל את המציאות בבטן הפרה עוד יותר: היא חוזרת על מבחן האכילה בדגם מכני של הגירה. המודל מדמה את תנועות הגירה, מה שמבטיח שתכולתו מתערבבת כל הזמן על ידי מתח קבוע של שרירים שונים.
"אנחנו בוחרים פרט משרשרת הניצול בקיבת הבקר, מגדילים ובוחנים אותו ומכניסים מחדש את המידע שהתקבל לתמונה הכוללת", אומר י'-פרופ'. ד"ר סייפרט.
מתקן ליבה חדש מספק גישה לטכנולוגיה העדכנית ביותר
פרופסור דוקטור. פריץ-שטובר מדגישה עד כמה מכשירי ניתוח רבי עוצמה חשובים לעבודתם. "אנחנו רוצים להגדיל את הגירה, ובזכות המכשירים המודרניים, המשקפיים הופכים להיות מעודנים יותר ויותר".
בין היתר עובדים שם המיקרוביולוגים עם ספקטרומטר המסה החדש: הוא מאפשר להם לנתח חלבונים וחומרים נוספים שהמיקרואורגניזמים מייצרים בקיבה של הפרה במהלך העיכול. "סוג זה של מחקר הוא מונע טכנולוגי ביותר ולא היה אפשרי ללא ציוד כה גדול", אומר פרופ' ד"ר. פריץ שטובר.
הבנה טובה יותר של בטן פרה בריאה יותר
רמת ההגדלה הבאה הגבוהה יותר, כל הפרה, כבר לא מוארת בניסוי. "אנחנו עושים מחקר בסיסי. כדי להשתמש בתוצאות שלנו בתזונה לבעלי חיים, תחילה יש לפתח אותן בניסויי האכלה", אומר ג'וני-פרופ'. ד"ר סייפרט.
התפתחות נוספת כזו יכולה להיות גירוי הפעילות והכמות של חיידקי Prevotella או היווצרות של חומרים מקדמי בריאות מסוימים על ידי החיידקים באמצעות האכלה ממוקדת של חומרים מסוימים. המדענים מקווים שזה יכול לקדם את בריאות הגירה ולהביא לניצול יעיל יותר של המזון.
דגימות מהגירה הודות לגישה לפיסטולה
הודות לפרות המחוסרות מאוניברסיטת הוהנהיים, קל למדענים להשיג את מיץ הגירה הנחוץ להם: הפיסטולה, גישה מלאכותית לרחם, ניתנת להברגה על מנת לקחת ממנה דגימות. חמש פרות ג'רזי ברפת האוניברסיטה מצוידות בכניסה כזו העשויה מפלסטיק מרופד.
בניגוד לשיטות דגימה אחרות, הדבר אינו גורם לכאב או למתח לפרות ונמנע צורך לשחוט בעלי חיים לצורך הערכת תכולת הקיבה.
רקע: "אינטראקציה בין שימור האנרגיה התסיסה והנשימתית בחיידק הגירה Prevotella spp."
הפקולטות למדעי החקלאות והטבע פועלות בשיתוף פעולה הדוק על הפרויקט "אינטראקציה בין שימור אנרגיית תסיסה ונשימתית בחיידק הגירה Prevotella spp". המחלקה למיקרוביולוגיה תאית של פרופ' דר. פריץ-שטובר והפרופסורה הזוטרת "אינטראקציה של מיקרוביוטה הזנה-מעי" מאת יוני-פרופ. ד"ר על כך קיבל זייפרט 225.000 יורו מקרן המחקר הגרמנית. הפרויקט יחל בספטמבר 2017 ויימשך 3 שנים.
רקע: מחקר כבדות משקולות
מדענים מאוניברסיטת הוהנהיים רכשו 29,5 מיליון יורו במימון צד ג 'בשנת 2016 למחקר והוראה. ברצף רופף, סדרת "משקלי משקל כבדים" מציגה פרויקטים מחקריים מצטיינים בהיקף כספי של לפחות 250.000 אירו למחקר באמצעות ציוד או 125.000 יורו למחקר שאינו ציוד.
