Das Arbeitspaket 4 fokussiert sich auf die Analyse der Sequenzierdaten der Pansen-, Dickdarm- und Milchmikrobiome, die im Rahmen der Arbeitspakete 3 und 6 erstellt werden.

Dieses Arbeitspaket gliedert sich in drei Hauptabschnitte:

1. Auswirkungen der Algenfütterung auf die Mikrobiomzusammensetzung von Kühen

Zur Beurteilung, wie sich die Fütterung von Ostseealgen und deren Extrakten auf die bakterielle Zusammensetzung der Pansen-, Dickdarm- und Rohmilchmikrobiome auswirkt, werden 16S-rRNA-basierte Mikrobiomanalysen durchgeführt. Diese helfen, die mikrobielle Vielfalt und deren Zusammensetzung zu charakterisieren und ermöglichen die Identifizierung potenziell nützlicher Bakterienarten, die zu einer verbesserten Tiergesundheit und reduzierten Methanemissionen beitragen können.

2. Metagenomische Analyse von Pansenmikrobiomen

Ausgewählte Pansenproben werden einer umfassenden metagenomischen Sequenzierung unter Verwendung der PacBio HiFi-Technologie unterzogen, um das gesamte genetische Repertoire der mikrobiellen Gemeinschaft im Pansen über die grundlegenden Zusammensetzung hinaus zu analysieren. Modernste bioinformatische Pipelines ermöglichen es, metagenomisch assemblierte Genome (MAGs) von Pro- und Eukaryoten zu rekonstruieren. Diese MAGs werden taxonomisch klassifiziert und strukturell annotiert, um vorhergesagte Proteinsequenzen mit vorläufigen Funktionsannotationen zu generieren.

3. Identifizierung von Polysaccharid-abbauenden Organismen und Enzymen

Die metagenomischen Daten bilden die Grundlage für anschließende Proteomik-Analysen (Arbeitspaket 6) und liefern wichtige Erkenntnisse über (unkultivierte) Schlüsselorganismen, die in der Lage sind, Algenpolysaccharide abzubauen. Mithilfe der bioinformatischen Pipelines werden pro- und eukaryotische Sequenzen getrennt und spezifische proteinkodierende Gene identifiziert. Diese integrative Analyse ermöglicht die funktionelle Charakterisierung von Kohlenhydrat-aktiven Enzymen (CAZymes) und gibt Aufschluss über deren potenzielle Verwendung in der Biotechnologie.