Alg4Nut

Im Verbundprojekt "Alg4Nut" wird der Einfluss von im Ostseeraum kultivierbaren Meeresalgen auf die Tiergesundheit erforscht. Das Teilprojekt der Abteilung Pharmazeutische Biotechnologie an der Universität Greifswald umfasst die Untersuchungen des Pansenmikrobioms und bakterieller Strategien zur Verwertung von Algenpolysacchariden. Darüber hinaus trägt das Greifswalder Teilprojekt zur Entwicklung neuer biotechnologischer Produktionsstämme bei.

Der Wiederkäuer-Pansen von Kühen ist eine große Gärkammer, die eine Vielfalt anaerober Mikroorganismen beherbergt, welche Pflanzenpolysaccharide enzymatisch in Zuckerbausteine und in kurze Fettsäuren wie Acetat, Propionat und Butyrat umsetzen. Aus diesen Zwischenprodukten entstehen CO₂ und Methan durch Methanogene und andere Mikroorganismen. Zentral am Polysaccharidabbau beteiligt sind u. a. Phyla wie Firmicutes und Bacteroidota. Der Alg4Nut-Verbund untersucht den Einfluss von Algenpolysacchariden als Futtermittelzusatzstoff auf diese Mikroorganismen und die Tiergesundheit. Einerseits soll geprüft werden, ob ausgewählte Algenpolysaccharide überhaupt im Pansen verdaut werden können, und andererseits, ob diese bioaktiven Glykane einen positiven präbiotischen Effekt für die Tiere entfalten. Die Biochemie der Algenverwertung im Pansen und Darm der Kühe sowie die physiologischen Mechanismen der beteiligten Mikroben sind noch nicht ausreichend verstanden. Hier setzt das Alg4Nut-Projekt an. In Kooperation mit weiteren Partnern des Verbundes untersuchen wir den Abbau mariner Polysaccharide durch Pansen-Bakterien, wobei wir uns auf Ulvan aus Grünalgen und Porphyran aus Rotalgen konzentrieren. Wir nutzen Metagenom-, Metatranskriptom- und Metaproteom-Analysen, um die Physiologie und Aktivität der Pansenmikrobiome auf diesen Algenbiomassen zu untersuchen. Wir bestimmen spezifische Expressionsmuster von abundanten Schlüsselbakterien im Pansen, um polysaccharidverwertende Enzyme und Stoffwechselwege zu identifizieren und diese in vitro durch molekularbiologische und biochemische Methoden zu charakterisieren. Durch den experimentellen Ansatz in diesem Projekt hoffen wir, physiologische Anpassungsmechanismen des Pansenmikrobioms nach Algenfütterung identifizieren zu können. Unser Ziel in Alg4Nut ist es, potenzielle Stoffwechselwege sowie neue Enzymfunktionen der Algen-Polysaccharidverwertung durch Schlüsselbakterien des Pansens zu entdecken.

Verantwortliche Mitarbeiter:
Daniel Bartosik, Christian Bettoni, Margarida Freitas