Arbeitspaket 6: Mikrobielle und enzymatische Grundlagen des Abbaus von Algenpolysacchariden
Algen enthalten bestimmte chemische Verbindungen, die durch die Aktivität des Pansenmikrobioms umgewandelt und/oder freigesetzt werden können und daher potenzielle gesundheitliche Vorteile für die Kühe bieten. Deshalb ist Arbeitspaket 6 von zentraler Bedeutung für das Alg4Nut Projekt. AP 6 konzentriert sich auf die Identifizierung, Isolation und Charakterisierung von Schlüssel-Mikroorganismen und Enzymen, die am Abbau von Algenbiomasse beteiligt sind, insbesondere der einzigartigen Algenpolysaccharide.
AP 6.1 – Identifizierung und Charakterisierung des Pansenmikrobioms für die Nutzung von Algenpolysacchariden
Zur Identifizierung potenzieller Mikroorganismen, die am Abbau von Algenbiomasse beteiligt sind, wird ein integrierter bioinformatischer Ansatz (Metagenom-, Metatranskriptom- und Metaproteom-Daten) genutzt. Relevante Proteine und Stoffwechselwege für die Polysaccharidnutzung werden untersucht.
Ap 6.3- Enzymologie der Algenumwandlung
Die in AP 6.1 und AP 6.2 identifizierten potenziellen Enzyme für die Umwandlung von Algenpolysacchariden werden überexprimiert, gereinigt und charakterisiert, um ein tiefergehendes Verständnis der Biochemie und des Stoffwechsels von algenabbauenden Mikroorganismen aus dem Pansen zu gewinnen.
AP 6.2 – Mikrobiologie der Algenverwertung
Um die Abbau- und Umwandlungswege von Algenpolysacchariden zu untersuchen, ist es wichtig, verantwortliche Mikroorganismen zu identifizieren und Einblicke in die Physiologie der Schlüsselorganismen zu gewinnen. Dafür werden Glykan-umwandelnde Mikroben aus Pansensaft von Kühen, welche mit Algenextrakten gefüttert wurden, angereichert und isoliert. Die Isolate werden mittels Omics-Analysen hinsichtlich ihres physiologischen Potenzials zur Nutzung von Algenpolysacchariden charakterisiert.
AP 6.4 – Biotechnologie ausgewählter algenverwertender Mikroorganismen
Vielversprechende Isolate aus AP 6.2 oder Modellorganismen, sowie das Wissen über Polysaccharid-umwandelnde Stoffwechselwege, die in AP 6.1 oder AP 6.3 identifiziert wurden, werden genutzt, um zelluläre Plattformen zu entwickeln, die Algenbiomasse in Kraftstoffe, Chemikalien oder gesundheitsfördernde Verbindungen umwandeln könnten.
