Projek pada flora usus bermula dari kotoran lembu
Penyelidik di Universiti Hohenheim bekerja dengan pupuk kandang berteknologi tinggi dan tiruan yang membolehkan lebih banyak memberi makan yang disasarkan untuk haiwan yang lebih sihat. 18 kg makanan membunuh seekor lembu setiap hari. Walau bagaimanapun, untuk menyerap nutrien makanan ini, haiwan memerlukan bantuan berjuta-juta bakteria yang berbeza dan khusus yang menjajah perut dan saluran pencernaan. Kerjasama penyelidikan antara para saintis wanita dalam pemakanan haiwan dan mikrobiologi di Universiti Hohenheim di Stuttgart sedang menyiasat bagaimana bakteria berjaya membubarkan nutrien berharga daripada tumbuhan tahan. Di tengah-tengah siasatan adalah bakteria Prevotella spp., Yang menyumbang sehingga peratus kepada bakteria 40 dalam rumen. Yayasan Penyelidikan Jerman DFG membiayai seluruh projek dengan jumlah 450.000 Euro. Ini menjadikannya salah satu kelas berat dalam penyelidikan di Universiti Hohenheim.
Pati, protein, vitamin dan mineral perlu dibangkitkan oleh ruminan seperti lembu dari makanan tumbuhan. Untuk melakukan ini, bakteria yang sangat khusus bekerja dengan kelajuan penuh di rumen, kotoran lembu terbesar. "Pencapaian khusus lembu adalah untuk mengeluarkan protein dari makanan berasaskan tumbuhan semata-mata," jelas ahli mikrobiologi dan pakar pemakanan haiwan Jun.-Prof. Dr. Jana Seifert.
Oleh itu, Jun.-Prof. Dr. Seifert dan rakannya Prof. dr. Julia Fritz-Steuber, bakteria Prevotella memainkan peranan penting. "Oleh kerana Prevotella menyumbang sebahagian besar bakteria dalam rumen, kami mengandaikan bahawa ia juga memainkan peranan penting dalam penggunaan makanan. Setakat ini, kami tidak tahu bagaimana Prevotella mendapat tenaga daripada makanan, "kata Prof. Dr. med. Fritz-Steuber matlamat projek bersama-sama.
Bersama-sama, kedua mikrobiologi itu belajar dalam projek interdisipliner, yang mana bahan-bahan bakteria menurun dan bahan-bahan proteinnya terbentuk. "Untuk ini kami menawarkan bakterium bahan dan rupa yang berbeza, yang menyerapnya", jadi Prof. Dr. med. Fritz-Steuber.
Fresstest untuk bakteria
Pendekatan ini sangat mudah, tetapi memerlukan teknologi mikrobiologi rumit. Oleh itu, kedua-dua saintis telah memecah kerja. Prof. Dr. Fritz-Steuber, pakar dalam mikrobiologi di peringkat selular, membiak bakterisme Prevotella di makmal dan kemudian menawarkan mereka pelbagai nutrien yang terdapat dalam makanan lembu. Apabila bakteria telah diasingkan dari persekitaran yang biasa, saintis dapat memahami bahan yang Prevotella menggunakan tepat. "Kami tahu dari kajian genom Prevotella bahawa bakterium dapat menggunakan pelbagai nutrien. Setakat ini kita tidak faham, yang menggunakannya pada akhirnya dan yang tidak. "
Dari blok bangunan individu ke keseluruhan rangkaian kitar semula
Penemuan dari Prof. dr. Percubaan Fritz-Steuber yang dihasilkan Jun.-Prof. Dr. Rampas lagi. Walau bagaimanapun, ia meninggalkan bakterisme Prevotella dalam cecair rumen. "Akhir sekali, kami juga ingin mempertimbangkan bagaimana komponen lain jus rumen mempengaruhi aktiviti Prevotella."
Dalam satu lagi langkah, Jun.-Prof. Dr. Mencari realiti dalam kotoran lembu lebih jauh lagi: Ia mengulangi Fresstest dalam model mekanikal rumen. Model ini mensimulasikan pergerakan rumen, yang dengan kerap menegangkan otot yang berbeza memastikan kandungannya sentiasa bercampur-campur.
"Kami memilih terperinci dari rantaian kitar semula lembu, membesarkan dan menelitinya, dan menambah maklumat ke dalam gambar keseluruhan," kata Jun.-Prof. Dr. Seifert.
Kemudahan Teras Baru menyediakan akses kepada teknologi canggih
Prof. Dr. Fritz-Steuber menekankan kepentingan penganalisis prestasi tinggi untuk kerja mereka. "Kami ingin memperbesar rumen, dan terima kasih kepada peranti moden, cermin mata semakin halus dan lebih halus." Peranti ini telah tersedia sejak awal tahun ini di Kemudahan Teras baru di Universiti Hohenheim, yang menggunakan pekerja dari pelbagai bidang.
Antara lain, ahli mikrobiologi bekerja di situ dengan spektrometer massa baru: ia membolehkan mereka menganalisis protein dan bahan lain yang menjadikan mikroorganisma dalam perut lembu semasa penghadaman. "Jenis penyelidikan ini sangat didorong oleh teknologi dan tidak dapat dilakukan tanpa peralatan berskala besar itu," kata Prof. Dr. med. Fritz-Steuber.
Pemahaman yang lebih baik mengenai perut lembu yang lebih sihat
Tahap pembesaran yang lebih tinggi seterusnya, seluruh lembu, tidak diterangi dalam eksperimen. "Kami melakukan penyelidikan asas. Untuk menggunakan hasil kami dalam pemakanan haiwan, mereka perlu terus maju dalam ujian makan, "kata Jun.-Prof. Dr. Seifert.
Perkembangan semacam itu boleh merangsang aktiviti dan jumlah bakter Prevorela atau pembentukan bahan-bahan yang mempromosikan kesihatan tertentu oleh bakteria oleh makanan yang disasarkan bahan-bahan tertentu. Ini, saintis berharap, dapat menggalakkan kesihatan di rumen dan menyebabkan penggunaan yang lebih berkesan dari makanan.
Sampel dari rumen berkat akses fistula
Terima kasih kepada lembu Universiti Hohenheim, mudah bagi para saintis untuk mendapatkan cecair rumen yang diperlukan: fistula, akses buatan kepada rumen, boleh diskru untuk mengambil sampel. Lima lembu jersi di kandang universiti dilengkapi dengan padding seperti plastik buatan.
Tidak seperti kaedah pensampelan lain, ini tidak menyebabkan kesakitan atau tekanan kepada lembu dan menghalang haiwan daripada disembelih untuk menilai kandungan perut.
Latar Belakang: "Interaksi antara pemeliharaan fungsional dan pernafasan tenaga dalam bakteria rumen Prevotella spp."
Dalam projek "Interaksi antara pemeliharaan fermentasi dan pernafasan tenaga dalam bakteria rumen Prevotella spp", Fakultas Pertanian dan Sains Alam bekerja rapat bersama. Jabatan Mikrobiologi Selular Prof. Dr. med. Fritz-Steuber dan profesor junior yang dianugerahkan "Feed-Gut Microbiota Interaksi" oleh Jun.-Prof. Dr. Seifert masing-masing akan menerima 225.000 Euro dari Deutsche Forschungsgemeinschaft. Projek ini bermula pada bulan September 2017 dan direka untuk tahun-tahun 3.
Latar belakang: kelas berat dalam penyelidikan
29,5 juta euro dalam dana pihak ketiga yang diperoleh saintis Universiti Hohenheim 2016 untuk penyelidikan dan pengajaran. Secara berturut-turut, siri "kelas berat" dalam penyelidikan membentangkan projek-projek penyelidikan yang cemerlang dengan volum kewangan sekurang-kurangnya 250.000 Euro untuk penyelidikan tumor dan 125.000 Euro untuk penyelidikan tanpa instrumen.
