Ang proyekto sa mga bituka ng flora ay nagsisimula sa dumi ng baka
Ang mga mananaliksik sa Unibersidad ng Hohenheim ay nagtatrabaho sa mga high-tech at artipisyal na tiyan ng baka / natuklasan na nagbibigay-daan sa mas naka-target na pagpapakain para sa mas malusog na mga hayop. Sa karaniwan, ang isang baka ay kumonsumo ng 18 kilo ng feed bawat araw. Ngunit upang ma-absorb ang mga sustansya ng ganitong dami ng pagkain, ang hayop ay nangangailangan ng tulong ng milyun-milyong iba't ibang, lubos na dalubhasang bakterya na kumulo sa tiyan at digestive tract. Ang isang kooperasyong pananaliksik sa pagitan ng mga siyentipiko mula sa nutrisyon ng hayop at mikrobiyolohiya sa Unibersidad ng Hohenheim sa Stuttgart ay nagsisiyasat kung paano pinamamahalaan ng bakterya ang pagkuha ng mahahalagang sustansya mula sa lumalaban na halaman. Nakatuon ang pag-aaral sa bacterium Prevotella spp., na bumubuo ng hanggang 40 porsiyento ng bacteria sa rumen. Pinopondohan ng German Research Foundation DFG ang buong proyekto na may kabuuang 450.000 euros. Ginagawa nitong isa sa mga mabibigat na pananaliksik sa Unibersidad ng Hohenheim.
Ang mga ruminant tulad ng mga baka ay kailangang kumuha ng starch, protina, bitamina at mineral mula sa plant-based na pagkain. Upang magawa nila ito, ang highly specialized bacteria ay gumagana nang buong bilis sa rumen, ang pinakamalaki sa tiyan ng baka. "Ang espesyal na pagganap ng baka ay upang makakuha ng protina mula sa eksklusibong plant-based na pagkain," paliwanag ng microbiologist at eksperto sa nutrisyon ng hayop na si Jun.-Prof. Dr Jana Seifert.
Sa paggawa nito, si Jun.-Prof. Dr Seifert at ang kanyang kasamahan na si Prof. Dr. Julia Fritz-Steuber, ang bacterium na Prevotella ay gumaganap ng isang mahalagang papel. "Dahil ang Prevotella ay bumubuo ng isang malaking proporsyon ng bakterya sa rumen, ipinapalagay namin na ito ay gumaganap din ng isang mahalagang papel sa conversion ng pagkain. Sa ngayon, gayunpaman, hindi namin alam nang eksakto kung paano nakukuha ng Prevotella ang enerhiya nito mula sa pagkain," pagbubuod ni Prof. Dr. Binubuo ni Fritz-Steuber ang layunin ng proyekto.
Sa proyektong cross-faculty, ang dalawang microbiologist ay sama-samang nag-iimbestiga kung aling mga sangkap ang sinisira ng bacterium at kung aling mga sangkap ng protina ang nabubuo mula sa kanila. "Upang gawin ito, inaalok namin ang bacterium ng iba't ibang mga sangkap at tingnan kung alin ang sinisipsip nito," sabi ni Prof. Dr. Fritz Steuber.
Pagsubok sa pagkain para sa bacterium
Ang diskarte ay napakasimple, ngunit nangangailangan ng kumplikadong microbiological engineering. Samakatuwid, hinati ng dalawang siyentipiko ang gawain. Prof. Dr. Si Fritz-Steuber, isang dalubhasa sa microbiology sa cellular level, ay nagpapalaki ng Prevotella bacteria sa laboratoryo at pagkatapos ay nag-aalok sa kanila ng iba't ibang nutrients na matatagpuan sa feed ng baka. Kapag nahiwalay na ang bacterium sa karaniwang kapaligiran nito, mauunawaan ng siyentipiko kung aling mga sangkap ang ginagamit ng Prevotella. "Alam namin mula sa mga pag-aaral ng Prevotella genome na ang bacterium ay maaaring gumamit ng isang hanay ng mga nutrients. Sa ngayon, gayunpaman, hindi pa namin naiintindihan kung alin sa huli ang gumagamit nito at alin ang hindi."
Mula sa indibidwal na building block hanggang sa buong recycling chain
Ang mga natuklasan mula kay Prof. Dr. Ang mga eksperimento ni Fritz-Steuber ay binuo ni Jun.-Prof. Dr Patuloy na magsabon. Gayunpaman, iniiwan nito ang Prevotella bacterium sa rumen juice. "Sa wakas, nais din naming isaalang-alang ang impluwensya ng iba pang mga bahagi ng rumen juice sa aktibidad ng Prevotella."
Sa isang karagdagang hakbang, si Jun.-Prof. Dr Lapses ang katotohanan sa tiyan ng baka kahit na higit pa: inuulit nito ang pagsubok sa pagkain sa isang mekanikal na modelo ng rumen. Ginagaya ng modelo ang mga paggalaw ng rumen, na nagsisiguro na ang mga nilalaman nito ay patuloy na pinaghalo sa pamamagitan ng regular na pag-igting ng iba't ibang mga kalamnan.
"Pumili kami ng isang detalye mula sa chain ng paggamit sa tiyan ng baka, pinalaki at sinusuri ito at muling ipinasok ang impormasyong nakuha sa pangkalahatang larawan," sabi ni Jun.-Prof. Dr Seifert.
Ang bagong core facility ay nagbibigay ng access sa pinakabagong teknolohiya
Prof. Dr. Binibigyang-diin ni Fritz-Steuber kung gaano kahalaga ang makapangyarihang mga device sa pagsusuri para sa kanilang trabaho. "Gusto naming mag-zoom sa rumen, at salamat sa mga modernong device, ang mga salamin ay nagiging mas pino."
Sa iba pang mga bagay, ang mga microbiologist ay nagtatrabaho doon gamit ang bagong mass spectrometer: Ito ay nagbibigay-daan sa kanila na suriin ang mga protina at iba pang mga sangkap na ginagawa ng mga mikroorganismo sa tiyan ng baka sa panahon ng panunaw. "Ang ganitong uri ng pananaliksik ay lubos na hinihimok ng teknolohiya at hindi magiging posible nang walang ganoong malalaking kagamitan," sabi ni Prof. Dr. Fritz Steuber.
Mas mahusay na pag-unawa sa isang malusog na tiyan ng baka
Ang susunod na mas mataas na antas ng pag-magnify, ang buong baka, ay hindi na naiilaw sa eksperimento. “Gumagawa kami ng basic research. Upang magamit ang aming mga resulta sa nutrisyon ng hayop, kailangan muna nilang pahusayin sa mga pagsubok sa pagpapakain,” sabi ni Jun.-Prof. Dr Seifert.
Ang ganitong karagdagang pag-unlad ay maaaring pasiglahin ang aktibidad at dami ng Prevotella bacteria o ang pagbuo ng ilang partikular na sangkap na nagpo-promote ng kalusugan ng bacteria sa pamamagitan ng naka-target na pagpapakain ng ilang mga substance. Ang mga siyentipiko ay umaasa na ito ay maaaring magsulong ng kalusugan ng rumen at magresulta sa mas mahusay na paggamit ng feed.
Mga sample mula sa rumen salamat sa fistula access
Salamat sa mga fistuladong baka mula sa Unibersidad ng Hohenheim, madali para sa mga siyentipiko na makuha ang rumen juice na kailangan nila: ang fistula, isang artipisyal na pag-access sa rumen, ay maaaring i-unscrew upang kumuha ng mga sample mula dito. Limang Jersey cows sa kamalig ng unibersidad ang nilagyan ng naturang pasukan na gawa sa padded plastic.
Hindi tulad ng iba pang mga paraan ng pag-sample, hindi ito nagdudulot ng sakit o stress sa mga baka at iniiwasan ang pagkatay ng mga hayop para sa pagsusuri ng nilalaman ng tiyan.
Background: "Interaction sa pagitan ng fermentative at respiratory energy conservation sa rumen bacterium Prevotella spp."
Ang mga faculty ng agrikultura at natural na agham ay malapit na nagtutulungan sa proyektong "Interaction between fermentative and respiratory energy conservation in the rumen bacterium Prevotella spp". Ang Departamento ng Cellular Microbiology ni Prof. Dr. Si Fritz-Steuber at ang junior ay pinagkalooban ng pagkapropesor ng "Feed-Gut Microbiota Interaction" ni Jun.-Prof. Dr Para dito, nakatanggap si Seifert ng 225.000 euros mula sa German Research Foundation. Magsisimula ang proyekto sa Setyembre 2017 at tatagal ng 3 taon.
Background: Magsaliksik ng mga bigatin
Ang 29,5 milyong euro sa mga pondo ng third-party ay nakuha ng mga siyentipiko ng Unibersidad ng Hohenheim 2016 para sa pananaliksik at pagtuturo. Sa walang partikular na pagkakasunod-sunod, serye "heavyweights ng pananaliksik" nagtatanghal ng natitirang mga proyekto sa pananaliksik na may pinansiyal na lakas ng tunog ng euro sa hindi bababa sa 250.000 para sa pananaliksik sa mga patakaran ng pamahalaan o 125.000 euros para sa mga di-on patakaran ng pamahalaan pananaliksik.
