Europæisk projekt vil forbedre animalsk produktion: Skal afdække interaktionen mellem dyr og mikroorganismer på mikroniveau
Det nye europæiske forskningsprojekt ”3D'omics” skal forsøge at løse nogle af de største udfordringer i animalsk produktion ved at skabe og optimere en teknologi til at forstå forholdet mellem dyr og mikrobioter i mikroskala. Teknologien vil blive implementeret i to produktionssystemer, nemlig i fjerkræ og svin. Projektet involverer både universitets- og industrielle partnere og vil over de næste fire år modtage 10 millioner euro fra EU Horizon 2020.
Milliarder af husdyr giver mad til mennesker over hele verden. Imidlertid giver den enorme skala for animalsk produktion også væsentlige udfordringer: Produktion af betydelige mængder affald, brug af antibiotika og forbrug af meget store mængder afgrøder.
3D'omics, et nyt europæisk projekt støttet af EU Horizon 2020, sigter mod at minimere virkningen af disse udfordringer gennem en forståelse af interaktionen mellem dyr og mikroorganismer. Københavns Universitet leder projektet, og konsortiet omfatter forskere fra otte europæiske universiteter og forskningsinstitutioner samt fem forskellige virksomheder fra den private sektor.
Projektkoordinator ved Københavns Universitet Antton Alberdi forklarer, at identifikation af mikrobielle miljøer, der interagerer optimalt med dyr, kan bidrage til at forhindre sygdomsudvikling ved at øge dyrenes immunitet, til at formindske brugen af medicin samt til at forbedre organismernes fordøjelsesevne og dermed producere mindre affald.
”Tarm-mikroorganismer har en systemisk indvirkning på mange biologiske processer hos husdyr. Derfor anses en forståelse af interaktionerne mellem dyr og mikrobioter for at være et af de vigtigste skridt til at opnå en effektiv animalsk produktion, mere bæredygtige procedurer og en forbedring af dyrevelfærden,” siger Antton Alberdi, lektor ved Center for Evolutionary Hologenomics, Globe Institute.
Afdækning af mikrobiointeraktioner i et 3D-miljø
Projektet sigter mod at udvikle en helt ny teknologi, der fungerer som en ramme for dataanalyse i mikroskala. Teknologien vil gøre det muligt for forskere at ”se” interaktioner tredimensionelt blandt mikrober og med andre mikrober såvel som med værten – deraf projektets navn, 3D'omics.
Og forskere har behov for en ny metode for at komme videre i forståelsen af de komplicerede interaktioner i mikroskala, forklarer Antton Alberdi.
”En analogi til de nuværende procedurer, der anvendes til analyse af tarmmikrobielle miljøer, ville være at samle træer og fugle i Amazonas regnskov, blande dem alle i en kæmpe blender, ekstrahere DNA fra blandingen til rekonstruktion af deres genomer og til sidst forsøge at bestemme, hvilken fugl der bygger rede i hvilket træ. Det er klart, at fremgangsmåden kan forbedres,” siger han.
Ved at generere billeddannelse af høj kvalitet og molekylære data bliver forskerne i stand til at rekonstruere interaktioner blandt bakterier såvel som mellem bakterier og dyreværter, mens de samtidig kan tage højde for deres tredimensionelle rumlige træk.
Teknologien kombinerer forskellige typer biologiske data, herunder fluorescensbilleddannelse, bakteriel genomsekventering, genekspressionsdata og metabolomics, til at rekonstruere de biomolekylære interaktioner mellem bakterier og animalske tarmceller i tre dimensioner.
”3D’omics er organiseret i tre faser,” forklarer Antton Alberdi.
”I første fase vil konsortiet udvikle og optimere 3D’omics-teknologien fra bunden og frem til dataanalyse gennem tværfagligt samarbejde mellem flere partnere med meget forskellige ekspertiser,” siger han.
I anden fase implementeres den udviklede teknologi i to produktionssystemer, nemlig fjerkræ og svin, med det formål at tackle specifikke produktionsudfordringer. For fjerkræ er målet f.eks. at forstå de specifikke mekanismer for et fodertilsætningsstof i kyllinger.
”Vi vil også undersøge interaktionerne mellem dødbringende patogenicitet i kalkuner og den tarmmikroflora, der er nødvendig for at udvikle patogeniteten. I svin vil vi undersøge, hvordan fibre, der er beregnet på at øge væksten af specifikke mikroorganismer, modificerer mikrobielle optagelser, og hvordan dette påvirker fordøjeligheden af næringsstoffer,” forklarer Antton Alberdi.
I tredje fase vurderes virkningen af 3D’omics-teknologien samt muligheden for at implementere den i de nuværende industrielle systemer.
Den metodologiske ramme vil blive stillet til rådighed for en række videnskabelige discipliner, herunder dyre- og biovidenskab, samt grundlæggende økologi og evolution.
Kontakt
Projektkoordinator Antton Alberdi
antton.alberdi@sund.ku.dk
+45 53 84 01 19 (DK)
+45 34 667 498 730 (ES)