Skal avdekke tarmmikrobenes hemmeligheter

Resultatene kan føre til reduksjon av oppdrettsnæringens klimaavtrykk, fordi tarmmikrobene er viktig blant annet for fôreffektivitet.

Sekvensering er et ord som plutselig er blitt tatt inn i dagligtalen. Coronaviruset sekvenseres for å finne ut av om det er den britiske varianten, og det er kartleggingen av arvematerialet i viruset som forteller hva slags type coronavirus som er i prøven.

Akkurat den samme metoden har forskere ved NMBU brukt for å forstå hvilken rolle mikrobene som finnes i fiskens tarm har. Genetikken til en tarmbakterie kan nemlig bety noe for hvordan tarmen klarer å utnytte fôret. Dette kan være vesentlig for økonomien og klimaavtrykket i oppdrettsnæringen.

Det var derfor med spenning at NMBU-forskere, blant annet professor Knut Rudi og forsker Simen Rød Sandve, ga seg i kast med å se hvordan fisketarmens mikrobesamfunn og fisken fôrutnyttelse henger sammen. Dette hadde ingen gjort på laks før.

Vet ikke så mye om fiskens tarmmikrober

Et ubesvart spørsmål når det gjelder fisk er hvilken sammenheng det er mellom mikrobene i tarmen og fiskens omsetning av næringsstoffer (metabolisme).

- I andre dyr som drøvtyggere og mennesker er dette forsket ganske lenge på, men i fisk er dette fortsatt upløyd mark, sier Sandve i en sak på NMBUs sider.

Etter å ha sekvensert mikrobe-DNA fra fisketarmene, søkte de i store forskningsdatabaser etter mikrobielle genomsekvenser for å finne ut av hva slags bakteriearter sekvensene liknet på. Med den informasjonen kunne de si noe om hvordan tarmmikrobene varierte mellom hver fisk.

- Etter at vi hadde kartlagt hver enkelte fisks tarmmikrober, kunne vi se dette i sammenheng med fantastisk detaljerte målingene av laksens metabolisme, som forskerne Hanne Dvergedal og Gunnar Klemetsdal ved NMBU allerede hadde produsert, forteller en oppglødd Sandve.

Undersøkelsene på tarmmikrobene spinner ut fra et forsøk ved Foods og Norway hvor omsetning av næringsstoffer i fisk var tema.

Fant sammenhenger mellom mikrobene og flere egenskaper

På bakgrunn av det forsøket stilte de forskerne seg spørsmålet om det var sammenheng mellom variasjonen i mikrobene i fisketarmen og variasjonen i fiskekroppens forbrenning av næringsstoffer, kroppsvekt og energiomsetning. Og de fant flere interessante sammenhenger.

- Vi fant ut at det var sammenheng mellom hva slags mikrober som dominerer i tarmen og hvordan fisken tar opp næringsstoffer og går opp i vekt. Forskjellige typer mikrober var forbundet med ulik fôreffektivitet og karbonomsetning i fettvev, altså hvor raskt karbonet blir tatt opp i tarmen og transportert i fettvevet. Vi kan ikke si noe enda om hvordan mikrobesamfunnet påvirker fiskens metabolisme, men dette er noe vi nå ønsker å følge opp, sier Sandve.

Og denne oppfølgingen er Sandve og kolleger allerede i gang med. Sammen med NMBU-forskerne Sabina Leanti La Rosa, Phil Pope og Torgeir Rhoden Hvidsten er to nye prosjekt allerede i gang, som begge har som mål å forstå hva mikrobene bidrar med når det gjelder laksens energiomsetning.

Mer bærekraftig akvakultur

Forskerne skal bruke avanserte genetiske verktøy til å måle hvordan mikrobene hjelper til med å bryte ned fôret i tarmen og hvilken rolle dette spiller i laksens mulighet til å utnytte fôrets næringsstoffer. Forstår man dette bedre vil man kanskje kunne manipulere tarmmikrobene og få en mer effektiv lakseproduksjon.

- Vi vet ikke helt nøyaktig hvordan vi skal manipulerer mikrobene på en bra og effektiv måte, men det er det vi skal finne mer ut av, sier Sandve.

Dette er første pekepinn på at det kanskje er mulig å utnytte og manipulere mikrobesamfunnet i fisketarmen for å lage en litt mer bærekraftig akvakultur.

Fôr er med på å endre mikrobiotaen i tarmen, og i et av forsøkene de skal i gang med skal de utprøve tre typer fôr med tilsatte fiber for å prøve å øke en spesiell type bakterier som bidrar til produksjon av kortkjedede fettsyrer.

- Ved å manipulere mikrobene og deretter måle hva slags mikrobielle enzymer og nedbrytningsprodukter som finnes i tarmen håper vi å vite betraktelig mer om et par år, sier Sandve.

Referanse

Knut Rudi, m.fl: Stable Core Gut Microbiota across the Freshwater-to-Saltwater Transition for Farmed Atlantic Salmon. Applied and Environmental Microbiology, 2018,
DOI: 10.1128/AEM.01974-17.