HerItabilität beim Rind aus HOlobiontischer PErspektive

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Menge
• Fachliche Zuordnung: Tierzucht, Tierernährung, Tierhaltung ; Tiermedizin
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545540892

Es gibt substanzielle Belege dafür, dass das Darmmikrobiom von Rindern ein funktionelles Netzwerk von Kernkomponenten, d. h. bakteriellen Taxa, Arten oder Stämmen, umfasst, das zur Stabilisierung der Integrität des Mikrobioms beiträgt, z. B. im Hinblick auf die Verhinderung der Verbreitung oder Kolonisierung pathogener Bakterien, die nicht daran angepasst sind integraler Bestandteil dieses Netzwerks zu sein. Die Partner im HI-HOPE-Projekt gehen davon aus, dass dieses Kernmikrobiom durch genetische Faktoren des Wirts stabilisiert wird, wodurch ein Holobiont entsteht. Dies ließe auf die Vererbbarkeit eines nützlichen Mikrobioms („Mikrobiabilität“) schließen. Wir sind überzeugt, dass diese Hypothese am besten mit einem streng kontrollierten Zuchtaufbau bewiesen werden kann, durch den: i) die Genetik und Lebensgeschichte der Eltern vollständig erfasst werden, ii) Gruppen von Nachkommen erzeugt werden, die innerhalb der Gruppen eng verwandte Genotypen (Voll-Geschwister) besitzen, aber unterschiedliche Genotypen („nicht verwandt“) zwischen Gruppen und iii) die Nachkommen in einer gut kontrollierten Umgebung gehalten werden, in der ihre Mikrobiota überwacht werden kann. Zu diesem Zweck wird das Projekt ein etabliertes Zuchtprogramm nutzen, bei dem Embryotransfer (ET) zum Einsatz kommt. Hierbei werden zwei genetisch unterschiedliche Gruppen von Kälbern erzeugt, die jeweils aus mehreren Gruppen von etwa acht Geschwistern bestehen, die auf demselben Betrieb gehalten werden. Mit Kotproben dieser Tiere versuchen wir, Muster in den Mikrobiomen zu identifizieren, die durch den Genotyp des Wirts konserviert werden, und das funktionelle Netzwerk zwischen seinen Komponenten zu rekonstruieren. Der Vergleich der Mikrobiome zwischen leiblichen Müttern und Kälbern im Alter von 2 Wochen wird Aufschluss über die Übertragbarkeit von Bakterienstämmen geben, die in der Umgebung aufgetreten sind, wohingegen Vergleiche von Mikrobiomen derselben Kälber im Alter von 18–20 Wochen dabei helfen werden, vom Wirt protegierte Stämme zu identifizieren. Der vorgeschlagene Forschungsansatz basiert auf jüngsten Entdeckungen der Partner. Das Projekt wird auf einer zu erstellenden umfassenden Probensammlung basieren und das zentrale vertikal „übertragbare“ Mikrobiom von Rindern identifizieren, wobei der Schwerpunkt auf der Untergruppe liegt, die in der Lage ist, tierische und zoonotische Krankheitserreger (am Beispiel Enterobacteriaceae) kompetitiv auszuschließen. Durch den Vergleich der Mikrobiome zwischen Empfängermüttern und ihren Nachkommen, innerhalb genetisch verwandter Tiere (genetische Geschwister) und zwischen genotypischen Gruppen von Kälbern wird HI-HOPE erste Einblicke in die genetischen Faktoren des Wirts gewinnen, die für die „Mikrobiabilität“ verantwortlich sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Mitverantwortliche: Dr. Christian Berens; Professor Dr. Thilo Martin Fuchs; Dr. Michael Weber
• Kooperationspartner: Panagiotis Sapountzis, Ph.D.