Биоуголь — углеродсодержащий материал, получаемый пиролизом биомассы в условиях низкого содержания кислорода, — давно зарекомендовал себя в сельском хозяйстве благодаря пористой структуре и высокой адсорбционной способности. Однако его потенциал как кормовой добавки для животных долгое время оставался загадкой. Несмотря на обнадеживающие результаты производственных испытаний, молекулярные механизы воздействия биоугля на организм животных были практически не изучены.
Исследователи из Frontiers in Veterinary Science решили восполнить этот пробел, используя современные методы транскриптомики (RNA-Seq) и протеомики (LC-MS) для анализа крови свиней, получавших корм с добавлением биоугля.
Впечатляющие результаты на практике
Авторы исследования добавляли 3% биоугля к основному рациону растущих свиней и получили поразительные результаты. Смертность животных значительно снизилась (P < 0,01), а среднесуточный прирост массы тела существенно увеличился (P < 0,01). Это привело к заметному улучшению общих показателей роста и развития животных.
Но самое интересное началось, когда исследователи заглянули «под капот» — на молекулярный уровень происходящих изменений.
Молекулярная революция в иммунной системе
Транскриптомный анализ выявил 524 дифференциально экспрессируемых гена: 413 с пониженной экспрессией и 111 — с повышенной. Гены с повышенной активностью оказались связаны с сигнальным путем IL-17 и каскадами комплемента и коагуляции — ключевыми компонентами иммунной защиты.
Протеомный анализ подтвердил эти находки: из 892 идентифицированных белков 192 показали повышенную экспрессию, а 186 — пониженную в группе, получавшей биоуголь. Авторы отметили усиление путей взаимодействия цитокинов с их рецепторами и активацию каскадов комплемента и коагуляции.
Особенно интересно, что как транскриптомный, так и протеомный анализы показали снижение активности генов и белков, связанных с цитоскелетом мышечных клеток. Исследователи предполагают, что это может указывать на более эффективное перераспределение энергетических ресурсов организма.
Согласно публикации, комбинированные результаты транскриптомного и протеомного анализов предоставляют новые молекулярные данные о том, как биоуголь оказывает свое благотворное воздействие в качестве кормовой добавки. Модуляция иммунных путей оказалась ключевым механизмом, объясняющим улучшение здоровья и продуктивности растущих свиней.
По данным авторов, эти находки открывают новые перспективы для понимания биологических основ действия биоугля и могут стать основой для оптимизации его использования в животноводстве. Исследование демонстрирует, как современные омиксные технологии помогают раскрыть механизмы действия традиционных и новых кормовых добавок на молекулярном уровне.