Начинается проект по кишечной флоре в желудке коровы
Исследователи из Университета Хоэнхайма работают с высокотехнологичными и искусственными коровьими желудками. Полученные данные позволяют более целенаправленно кормить более здоровых животных. В среднем корова потребляет 18 кг корма в день. Но для того, чтобы иметь возможность усваивать питательные вещества из такого количества пищи, животному нужна помощь миллионов различных, узкоспециализированных бактерий, колонизирующих желудок и пищеварительный тракт. Исследовательское сотрудничество между учеными из области питания животных и микробиологии из Университета Хоэнхайма в Штутгарте изучает, как бактериям удается извлекать ценные питательные вещества из устойчивого растительного материала. Исследование сосредоточено на бактериях Prevotella spp., на долю которых приходится до 40 процентов бактерий в рубце. Немецкий исследовательский фонд DFG финансирует весь проект на общую сумму 450.000 XNUMX евро. Это делает его одним из тяжеловесов исследований в Университете Хоэнхайма.
Жвачные животные, такие как крупный рогатый скот, должны получать крахмал, белок, витамины и минералы из растительной пищи. Для того, чтобы они могли это сделать, узкоспециализированные бактерии работают на полную мощность в рубце, самом большом из коровьих желудков. «Особенность коровы в том, что она получает белок исключительно из растительной пищи», — объясняет микробиолог и эксперт по питанию животных младший профессор. доктор Яна Сейферт.
При этом мюн.-проф. доктор Зайферт и ее коллега проф. Julia Fritz-Steuber, бактерия Prevotella играет важную роль. «Поскольку Prevotella составляет большую часть бактерий в рубце, мы предполагаем, что она также играет важную роль в преобразовании пищи. Однако до сих пор мы точно не знаем, как Prevotella получает энергию из пищи», — резюмирует профессор, доктор наук. Фриц-Штойбер резюмирует цель проекта.
Таким образом, в межфакультетском проекте два микробиолога совместно исследуют, какие вещества расщепляет бактерия и какие белковые вещества она из них образует. «Для этого мы предлагаем бактериям различные вещества и смотрим, какие из них она поглощает», — говорит профессор, доктор наук. Фриц Штойбер.
Пищевой тест на бактерию
Подход звучит удивительно просто, но требует сложной микробиологической инженерии. Поэтому двое ученых разделили работу. Проф. Др. Фриц-Стойбер, эксперт в области микробиологии на клеточном уровне, выращивает бактерии Prevotella в лаборатории, а затем предлагает им различные питательные вещества, содержащиеся в кормах для коров. Как только бактерия будет выделена из ее обычной среды, ученый сможет точно понять, какие вещества использует Превотелла. «Из исследований генома Prevotella мы знаем, что бактерия способна использовать ряд питательных веществ. Однако до сих пор мы не смогли понять, какие из них в конечном итоге используют его, а какие нет».
От отдельного строительного блока до всей цепочки переработки
Выводы проф. Опыты Фрица-Штейбера, разработанные мюн.-проф. доктор Продолжай мылить. Однако бактерия Prevotella остается в соке рубца. «Наконец, мы также хотим рассмотреть влияние других компонентов сока рубца на активность Prevotella».
На следующем этапе млад.-проф. доктор Коровий желудок еще больше отходит от реальности: он повторяет тест на поедание в механической модели рубца. Модель имитирует движения рубца, что обеспечивает постоянное перемешивание его содержимого за счет регулярного напряжения различных мышц.
«Мы выделяем деталь из цепочки утилизации в желудке крупного рогатого скота, увеличиваем и изучаем ее и снова вставляем полученную информацию в общую картину», — говорит младший профессор. доктор Зайферт.
Новый основной объект обеспечивает доступ к новейшим технологиям
Проф. Др. Фриц-Стойбер подчеркивает, насколько важны для их работы мощные аналитические устройства. «Мы хотим увеличить масштаб рубца, и благодаря современным устройствам очки становятся все лучше».
Помимо прочего, микробиологи работают там с новым масс-спектрометром: он позволяет им анализировать белки и другие вещества, которые микроорганизмы вырабатывают в коровьем желудке во время пищеварения. «Этот тип исследований чрезвычайно технологичен и был бы невозможен без такого крупномасштабного оборудования», — говорит профессор, доктор наук. Фриц Штойбер.
Лучшее понимание здорового коровьего желудка
Следующий более высокий уровень увеличения, вся корова, больше не освещается в эксперименте. «Мы проводим фундаментальные исследования. Чтобы использовать наши результаты в кормлении животных, их сначала нужно доработать в испытаниях кормов», — говорит младший профессор. доктор Зайферт.
Такое дальнейшее развитие может заключаться в стимуляции активности и количества бактерий Prevotella или в образовании бактериями определенных полезных для здоровья веществ посредством целенаправленного питания определенными веществами. Ученые надеются, что это улучшит здоровье рубца и приведет к более эффективному использованию корма.
Образцы из рубца благодаря доступу через свищ
Благодаря фистулам коров из Университета Хоэнхайма ученым легко получить нужный им рубцовый сок: фистулу, искусственный доступ к рубцу, можно отвинтить, чтобы взять из него образцы. Пять джерсейских коров в университетском коровнике оборудованы таким входом из мягкого пластика.
В отличие от других методов отбора проб, этот метод не вызывает боли или стресса у коров и позволяет избежать забоя животных для оценки содержимого желудка.
Справочная информация: «Взаимодействие между ферментативной и дыхательной экономией энергии в бактериях рубца Prevotella spp.»
Факультеты сельскохозяйственных и естественных наук тесно сотрудничают над проектом «Взаимодействие между ферментативной и дыхательной энергосбережением у бактерий рубца Prevotella spp». Кафедра клеточной микробиологии проф. Fritz-Steuber и младшего профессора «Взаимодействие микробиоты пищеварительного тракта» младшим проф. доктор За это Зайферт получил 225.000 2017 евро от Немецкого исследовательского фонда. Проект стартует в сентябре 3 года и продлится XNUMX года.
Предыстория: исследования тяжеловесов
В 29,5 году ученые из Университета Хоэнхайма приобрели 2016 миллиона евро в качестве сторонних фондов для исследований и обучения. В серии «Исследования-тяжеловесы» представлены выдающиеся исследовательские проекты с финансовым объемом не менее 250.000 125.000 евро на технические исследования и XNUMX XNUMX евро на нетехнические исследования.
