Publikationsdatenbank

Die Piggeldat-Datenbank als Fundament zur Untersuchung der Auswirkungen von Nahrungsfaktoren bei Ferkeln (2015)

Art

Hochschulschrift

Autor

Twardziok, Sven Olaf (WE 6)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2015 — 121 Seiten

ISBN: 978-3-86387-620-3

Sprache

Englisch

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/11008

Kontakt

Institut für Immunologie

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14163 Berlin
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immunologie@vetmed.fu-berlin.de

Abstract / Zusammenfassung

Die Auswirkung eines Nahrungsfaktors beim Hausschwein, Sus scrofa domestica, hängt von einem komplexen Zusammenspiel zwischen den Bestandteilen der Ernährung, der gastrointestinalen Mikrobiota und der Reaktion des Wirts ab. Die Untersuchung der Auswirkung eines Nahrungsfaktors profitiert hierdurch besonders von der Integration von Messdaten aus den Bereichen Metagenomics, Metaproteomics, Metatranscriptomics und Metabolomics. Der Sonderforschungsbereich 852 führte in den Jahren 2010 bis 2013 sieben Tierversuche durch, um die Auswirkung des Probiotikums Enterococcus faecium NCIMB 10415 und des Zusatzes von Zink auf die Entwicklung des Ferkels zu untersuchen. Die Projektgruppen des SFB 852 bestimmten dabei unter anderem die Zusammensetzung der gastrointestinalen Mikrobiota, die Expression immunrelevanter Gene, die Zusammensetzung von Immunzellpopulationen und physiologische Parameter. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgte die Installation und die Administration der Piggeldat-Datenbank zur Verwaltung und zur Archivierung der diversen Forschungsdaten des SFB 852. Die Piggeldat-Datenbank enthält die Metadaten von insgesamt 490 Ferkeln, 57 Messungen, 1244 Merkmalen und sie enthält insgesamt 81060 Messwerte. Damit bietet die Piggeldat- Datenbank den Zugriff auf die Forschungsdaten von 17 wissenschaftlichen Veröffentlichungen an. Die dokumentierten Daten sind innerhalb des Forschungsprojekts frei verfügbar und können bei Bedarf über die Piggeldat- Website veröffentlicht werden. Die zentrale Speicherung der Daten unterstütze die Durchführung von mehreren statistischen und bioinformatischen Datenanalysen, womit vielfältige Auswirkungen der Fütterung der beiden Nahrungsfaktoren gezeigt werden konnten. Die integrative Analyse der Messdaten aus einem Fütterungsversuch zeigte das veränderte Zusammenspiel zwischen gastrointestinaler Mikrobiota und dem Immunsystem des Wirts durch die Fütterung mit dem Probiotikum Enterococcus faecium NCIMB 10415. Zur Installation der Piggeldat-Datenbank erfolgte die Programmierung der Datenbankanwendung Catria. Catria basiert auf dem Content-Management-System Drupal und dient zur Verwaltung von Forschungsdaten aus Fütterungsversuchen über eine Website. Hierbei bietet Catria die vier Funktionen der Nutzerverwaltung, Datenintegration, Datenverwaltung und Datenansicht an. Das Catria-Datenmodell unterstützt die Integration von allgemeinen Multi-Omics Messdaten aus Fütterungsversuchen und liefert damit ein allgemeines Muster zur strukturierten Publikation von Forschungsdaten aus Fütterungsversuchen. Nach der Integration der Forschungsdaten können die Nutzer die Daten mit anderen Nutzern teilen oder die eigenen Messdaten öffentlich publizieren. Catria ist frei verfügbar und lässt sich in zukünftigen Projekten zur Datenverwaltung einsetzen. Die Integration von Messdaten aus unterschiedlichen biologischen Organisationsebenen diente zur explorativen Untersuchung der Auswirkung des Probiotikums Enterococcus faecium NCIMB 10415 auf das Zusammenspiel zwischen Ernährung, gastrointestinaler Mikrobiota und Wirt beim Ferkel. Insgesamt war die Auswirkung der Fütterung des Probiotikums auf die gemessenen Merkmale relativ gering. Die Anwendung einer Hauptkomponentenanalyse zeigte, dass starke Alterseffekte die Varianz im gesamten Datensatz dominierten. Hierbei konnten vier verschiedene Muster der Altersentwicklung identifiziert werden. Nichtsdestotrotz zeigte die Fütterung des Probiotikums einen signifikanten Effekt auf die Gesamtheit der gemessenen Merkmale. Bei den 26 Tage alten Ferkeln und 34 Tage alten Ferkeln konnte der deutlichste Unterschied zwischen den Behandlungsgruppen beobachtet werden. Dabei unterschieden sich die Auswirkungen des Probiotikums zwischen den vier Messzeitpunkten deutlich. Besonders ausgeprägt war der Effekt der Probiotikum-Fütterung auf die Zusammensetzung und die Aktivität der gastrointestinalen Mikrobiota und auf die Reaktion des Immunsystems. Die Untersuchung der Korrelationen zwischen den gemessenen Merkmalen zeigte ein verändertes Zusammenspiel zwischen der gastrointestinalen Mikrobiota und der Reaktion des Immunsystems. Des Weiteren erhöhte Enterococcus faecium NCIMB 10415 den Zusammenhang der gastrointestinalen Mikrobiota zwischen Ileum und Colon.