Где тонко, там и рвется

Автор
01.03.2023
14:29
Интервью с микробиологом Георгием Лаптевым
Накануне Алтайский край посетил профессор из Санкт-Петербурга Георгий ЛАПТЕВ. Российский микробиолог, доктор сельскохозяйственных наук стал участником конференции «Аграрная наука – сельскому хозяйству» и поделился опытом молекулярно-генетических исследований рубца жвачных животных с алтайскими коллегами.

В своем докладе «Микробиом, здоровье и продуктивность сельскохозяйственных животных» профессор изложил результаты исследований, которые с 2007 года ведут на возглавляемой им кафедре биотехнологии кормов в СпбГАУ, а также на базе научного предприятия «Биотроф», основателем которого является Лаптев.  

До выступления Георгий Юрьевич ответил на вопросы нашего корреспондента, в том числе по прикладной генетике в животноводстве, а именно, какие задачи и проблемы помогают решать новые микробиологические инструменты.

Было бы что мерить

- Георгий Юрьевич, накануне вашего визита в Алтайском крае заработала первая ПЦР-лаборатория. Генетика в мясомолочной отрасли сегодня – неотъемлемый элемент?  

- Вы знаете, работать можно и без этого. Вопрос – хорошо ли это будет, эффективно ли?

Помните, с чего начинается роман «12 стульев». Остап Бендер заходит в Старгород со стороны деревни Чмаровка и начинает продавать на рынке астролябию и приговаривает: «Астролябия – очень хороший прибор. Им можно мерить все. Было бы чего мерить»… Вот и ПЦР-анализатор примерно такой прибор.

Если у нас есть хорошие праймеры (праймер – короткая последовательность нуклеотидов, которая является отправной точкой для синтеза ДНК), мы можем отследить наличие того или иного гена, понять – работает этот ген или нет. Или, скажем, этот ген молчит. Тогда ставится вопрос: почему молчит и как мы можем его активировать. Допустим, добавили в рацион животным тот или иной стимулирующий препарат, так вот ПЦР-анализатор сможет достоверно показать – есть ли эффект от препарата, активировал ли он тот или иной ген.

То есть с помощью этого прибора можно познавать сам механизм работы организма, в данном случае сельхозживотных. К тому же в ПЦР-лаборатории довольно просто идентифицировать виды бактерий. При других лабораторных методах это довольно долго и трудоемко.

- Какие еще проблемы (задачи) помогает решить ПЦР-метод?

- В моей практике был случай: к нам обратился производитель биопродукции. Быки престали «доиться»… Идти в ветслужбу нельзя, это вызовет много вопросов, и вообще могут закрыть. И вот мы тихо, анонимно, как в кожвендиспансере, нашли с помощью ПЦР-исследований патоген. И в итоге вылечили быков.  

В целом ПЦР-исследования позволяют решить многие вопросы в упрошенном порядке. Кроме того, ПЦР-диагностику можно широко использовать и в растениеводстве, допустим, идентифицировать фитопатогены в семенах или кормах.  

- А в плане молочной продуктивности?

- ПЦР-анализ позволяет изучить продуктивность быка по дочерям (или наоборот). Если прежде нужно было вырастить животных, осеменить, получить коров, то теперь мы можем определить показатель по наличию гена – как он передался. Это ускоряет работу на годы.

- Правильно ли я понимаю, что микробиологические инструменты быстро находят причины проблем, но сами их не решают.  

- Разумеется. Если анализ укажет, у каких животных, например, есть ген предрасположенности к маститам… а  что такое мастит – это воспалительный процесс. Какие гены в данном случае преобладают – интерлейкины, интерфероны. И вот мы их нашли, но знание об этом еще не означает, что сейчас мы одночасье исправим ситуацию, заменим стадо и озолотимся.

С другой стороны, моя аспирантка недавно выиграла по этой теме грант Минсельхоза РФ для молодых ученых, чтобы изучить процесс, как соматические клетки попадают в молоко. Сейчас она изучает гены, отвечающие за воспалительные процессы. И без ПЦР-анализа здесь не обойтись, а на выходе это может иметь влияние на экономику. От этого прямо зависит стоимость молока.

Однако факторов, влияющих на экономику животноводства, очень много, кроме генетики и даже кормов. У меня есть знакомый фермер, который знает о своих коровах все: когда осеменили, какая стельная, какая нет, приблизительно знает, когда жать отел. И при этом он практически ничего не знает о своих доярках: когда та уйдет в декрет или когда прогуляет работу и так далее.      

Корова – не свинья

- Вы много лет занимаетесь проблематикой продуктивного долголетия коров…

- Этот вопрос прямо связан с кормлением и изменениями микрофлоры рубца. На мой взгляд, большая ошибка в том, что многие животноводы «делают из коровы свинью», злоупотребляя комбикормами, и не работают над качеством основных кормов…

Почему к коровушке-матушке у человека всегда было особое отношение? Человек одомашнил корову не только потому, что она дает молоко, а еще и потому что она – не конкурент человеку в плане питания. Она ест то, что сам человек не потребляет.

Рост удоев привел к тому, что в жизни коровы наступает отрицательная фаза так называемого энергетического минимума. Когда она рожает теленка, при высоких удоях из организма выносится огромное количество питательных веществ, именно в этот период увеличивается риск гибели животного. У нас в Ленинградской области уже около 15 лет среднее количество лактаций составляет всего 2,7. Уверен, что в ведущих хозяйствах Алтайского края показатель схожий. И никто не может с этим ничего сделать. В результате происходит общее сокращение стада. Это общемировая тенденция.

Понятно, что высокие удои – штука антифизиологическая. Где тонко, там и рвется, но причины этих проблем нередко кроются в патологиях рубца жвачных. За переваривание клетчатки из трав отвечают именно микроорганизмы, бактерии в рубце.

- Георгий Юрьевич, к каким выводам вы пришли?

- Мы изучаем эту проблематику с разных сторон, в том числе с использованием разных методов анализа ДНК. И нами было установлено, что у коров с диагнозом «кетоз» в рубце изменяется состав микробиоты: при этом снижается доля бактерий, отвечающих за образование жирных кислот, в том числе пропионата, и напротив увеличивается доля бактерий патогенеза (болезнетворных – прим. авт.).

Кроме того, мы обнаружили, какие микроорганизмы доминируют в рубце при определенных удоях и при повышенном содержании концентратов в рационе. Одна из наиболее частых причин серьезных нарушений и последующей выбраковки – развитие лактатного ацидоза. Когда из-за обилия концентратов в рационе наблюдается быстрое сбраживание сахаров до молочной кислоты, в результате происходит подкисление и вытеснение этими бактериями других. То есть одни бактерии заменяются другими. Причем микробиом меняется не только в кишечнике - это патологии печени, хромота, язвы. Нарушения проявляются везде, в том числе на копытах.        

На основании изучения более пяти тысяч образцов рубцового содержимого с применением молекулярных методов мы доказали, что причины лактатного ацидоза исключительно микробиологические.

В плане генетики, по результатам наших исследований, а также из общения с коллегами по всему миру, мы пришли к одним выводам – из-за обилия концентратов в рационе у крупного рогатого скота должным образом не работают гены, отвечающие за транспорт сахаров – это гены цикла Кребса. Производство ферментов в организме животных при этом выключается.

- Вы также разрабатываете закваски и кормовые добавки, повышающие переваривание клетчатки в корме и так далее. За один из препаратов в 2017 году вы получили премию Правительства РФ.  
- Разрабатываем. Это довольно наукоемкая и очень перспективная ниша, не требующая огромных вложений.

- Нужные штаммы ведь можно размножать?

- Именно. В этом смысле перед российскими учеными открывается большой задел работы. Знаю, что свои хорошие специалисты есть, в том числе в Алтайском крае.

Что касается импортозамещения, сегодня в этом нуждается не только животноводство, но и молокоперерабатывающая отрасль. Производители ищут хорошую альтернативу импортным закваскам.

Источник: газета Алтайская нива, автор Глеб КОЛЕСНИКОВ


Возврат к списку

Свежие статьи