Projekts par zarnu floru sākas govju mēslos
Hohenheimas universitātes pētnieki strādā ar augsto tehnoloģiju un mākslīgiem govju kuņģiem / atklājumi ļauj mērķtiecīgāk barot veselīgākus dzīvniekus. Vidēji dienā govs patērē 18 kilogramus barības. Bet, lai spētu uzņemt uzturvielas no šāda barības daudzuma, dzīvniekam nepieciešama miljoniem dažādu, augsti specializētu baktēriju palīdzība, kas kolonizē kuņģi un gremošanas traktu. Pētniecības sadarbība starp zinātniekiem no dzīvnieku uztura un mikrobioloģijas Hohenheimas Universitātē Štutgartē pēta, kā baktērijām izdodas iegūt vērtīgas barības vielas no izturīgas augu vielas. Pētījumā galvenā uzmanība pievērsta baktērijām Prevotella spp., kas veido līdz pat 40 procentiem no spureklī esošajām baktērijām. Vācijas Pētniecības fonds DFG finansē visu projektu kopumā ar 450.000 XNUMX eiro. Tas padara to par vienu no pētniecības smagsvariem Hohenheimas Universitātē.
Atgremotājiem, piemēram, liellopiem, ir jāiegūst ciete, olbaltumvielas, vitamīni un minerālvielas no augu izcelsmes pārtikas. Lai viņi to spētu, spureklī, kas ir lielākais no govs kuņģiem, ar pilnu ātrumu strādā augsti specializētas baktērijas. "Govs īpašais sniegums ir iegūt olbaltumvielas tikai no augu izcelsmes pārtikas," skaidro mikrobiologs un dzīvnieku uztura eksperts Jun.-Prof. dr Jana Seiferte.
To darot, jūn.-Prof. dr Seiferta un viņas kolēģis prof. Julia Fritz-Steuber, baktērija Prevotella spēlē svarīgu lomu. "Tā kā Prevotella veido lielu daļu no spureklī esošajām baktērijām, mēs pieņemam, ka tai ir arī svarīga loma pārtikas pārveidē. Tomēr līdz šim mēs precīzi nezinām, kā Prevotella iegūst enerģiju no pārtikas,” rezumē Prof. Dr. Frics-Steubers rezumē projekta mērķi.
Tāpēc starpfakultāšu projektā abi mikrobiologi kopīgi pēta, kuras vielas baktērija sadala un kādas proteīna vielas no tām veido. “Lai to izdarītu, baktērijai piedāvājam dažādas vielas un skatāmies, kuras tā uzsūc,” stāsta prof. Frics Steubers.
Ēšanas tests baktērijas noteikšanai
Šī pieeja izklausās pārsteidzoši vienkārša, taču tai ir nepieciešama sarežģīta mikrobioloģiskā inženierija. Tāpēc abi zinātnieki ir sadalījuši darbu. Prof Dr. Fritz-Steuber, eksperts mikrobioloģijā šūnu līmenī, audzē Prevotella baktērijas laboratorijā un pēc tam piedāvā tām dažādas barības vielas, kas atrodamas govju barībā. Kad baktērija ir izolēta no ierastās vides, zinātnieks var precīzi saprast, kādas vielas Prevotella izmanto. "No Prevotella genoma pētījumiem mēs zinām, ka baktērija spēj izmantot dažādas barības vielas. Tomēr līdz šim mēs neesam spējuši saprast, kuri galu galā to izmanto un kuri ne."
No atsevišķa celtniecības bloka līdz visai pārstrādes ķēdei
Prof. Dr. Frica-Steubera eksperimenti izstrādāti jūnijs-Prof. dr Turpiniet ziepēt. Tomēr tas atstāj Prevotella baktēriju spurekļa sulā. "Visbeidzot, mēs vēlamies apsvērt arī citu spurekļa sulas sastāvdaļu ietekmi uz Prevotella darbību."
Nākamajā solī Jūn.-Prof. dr Vēl vairāk sagrauj realitāti govs vēderā: tā atkārto ēšanas testu mehāniskajā spurekļa modelī. Modelis simulē spurekļa kustības, kas nodrošina tā satura nepārtrauktu sajaukšanos, regulāri sasprindzinot dažādus muskuļus.
"Mēs izvelkam detaļu no izmantošanas ķēdes liellopu kuņģī, palielinām un pārbaudām to un no jauna ievietojam iegūto informāciju kopējā attēlā," saka jūn.-prof. dr Seiferts.
Jaunā pamata iekārta nodrošina piekļuvi jaunākajām tehnoloģijām
Prof Dr. Fritz-Steuber uzsver, cik svarīgas viņu darbam ir jaudīgas analīzes ierīces. "Mēs vēlamies tuvināt spurekli, un, pateicoties modernajām ierīcēm, brilles kļūst arvien smalkākas."
Cita starpā mikrobiologi tur strādā ar jauno masas spektrometru: tas ļauj analizēt olbaltumvielas un citas vielas, ko mikroorganismi ražo govs kuņģī gremošanas laikā. "Šāda veida pētījumi ir ārkārtīgi tehnoloģiju virzīti, un tie nebūtu iespējami bez tik liela mēroga aprīkojuma," saka prof. Frics Steubers.
Labāka izpratne par veselīgāku govs vēderu
Nākamais lielākais palielinājuma līmenis, visa govs, eksperimentā vairs netiek izgaismota. "Mēs veicam fundamentālus pētījumus. Lai mūsu rezultātus izmantotu dzīvnieku ēdināšanā, tie vispirms ir jāturpina attīstīt barošanas izmēģinājumos,” saka jūn.-prof. dr Seiferts.
Šāda turpmākā attīstība varētu būt, lai stimulētu Prevotella baktēriju aktivitāti un daudzumu vai noteiktu veselību veicinošu vielu veidošanos no baktērijām, mērķtiecīgi barojot ar noteiktām vielām. Zinātnieki cer, ka tas varētu veicināt spurekļa veselību un nodrošināt efektīvāku barības izmantošanu.
Paraugi no spurekļa, pateicoties fistulu piekļuvei
Pateicoties fistulētajām Hohenheimas universitātes govīm, zinātniekiem ir viegli iegūt nepieciešamo spurekļa sulu: fistuli, mākslīgu piekļuvi spureklim, var noskrūvēt, lai no tā paņemtu paraugus. Piecas Džersijas govis universitātes kūtī ir aprīkotas ar šādu ieeju no polsterētas plastmasas.
Atšķirībā no citām paraugu ņemšanas metodēm, tas neizraisa govīm sāpes vai stresu un ļauj izvairīties no dzīvnieku kaušanas, lai novērtētu kuņģa saturu.
Pamatinformācija: "Mijiedarbība starp fermentācijas un elpošanas enerģijas saglabāšanu spurekļa baktērijās Prevotella spp."
Lauksaimniecības un dabaszinātņu fakultātes cieši sadarbojas projektā "Mijiedarbība starp fermentatīvās un elpošanas enerģijas saglabāšanu spurekļa baktērijās Prevotella spp". Šūnu mikrobioloģijas katedra Prof. Dr. Frics-Steuber un jaunākā apdāvinātā profesora vieta "Feed-Gut Microbiota Interaction" by Jun.-Prof. dr Par to Seiferts no Vācijas pētniecības fonda saņēma 225.000 2017 eiro. Projekts sāksies 3. gada septembrī un ilgs XNUMX gadus.
Priekšvēsture: Pētniecības smagsvari
Hohenheimas universitātes zinātnieki 29,5. gadā ieguva 2016 miljonu eiro trešo pušu līdzekļos pētniecībai un mācībām. Sērija "Pētniecības smagsvari" iepazīstina ar izciliem pētniecības projektiem, kuru finansiālais apjoms ir vismaz 250.000 125.000 eiro tehniskajiem pētījumiem un XNUMX XNUMX eiro netehniskajiem pētījumiem.
