Gnotobioosi

Gnotobioottinen eläin on eläin, jossa esiintyy vain tiettyjä tunnettuja bakteeri- ja muita mikro-organismikantoja. Teknisesti termi sisältää myös bakteerittomat eläimet, koska myös niiden mikrobiyhteisöjen tila tunnetaan. Termi gnotobioottinen erotetaan kuitenkin usein virheellisesti termistä bakteerivapaa.

Gnotobioottiset eläimet (myös ”gnotobiootit” tai ”gnotobiontit”) syntyvät aseptisissa olosuhteissa, joihin voi kuulua emän irrottaminen emästä keisarileikkauksella ja vastasyntyneen välitön siirto eristysosastoon, jossa kaikki sisääntuleva ilma, ruoka ja vesi on steriloitu. Tällaisia eläimiä kasvatetaan yleensä steriilissä tai mikrobiologisesti valvotussa laboratorioympäristössä, ja ne altistuvat vain niille mikro-organismeille, joita tutkijat haluavat eläimessä olevan. Näitä gnotobiootteja käytetään eläimen ja yhden tai useamman sen kehossa mahdollisesti elävän mikro-organismin symbioottisten suhteiden tutkimiseen. Tämä tekniikka on tärkeä mikrobiologeille, koska sen avulla he voivat tutkia vain muutamia valikoituja symbioottisia vuorovaikutussuhteita kerrallaan (ks. Tieteellinen valvonta), kun taas normaaleissa olosuhteissa kehittyvät eläimet voivat hankkia nopeasti mikrobiston, johon kuuluu satoja tai tuhansia ainutlaatuisia organismeja.

Gnotobiottisessa yhdyskunnassa kasvatetuilla eläimillä on usein heikosti kehittynyt immuunijärjestelmä, pienempi sydämen teho, ohuet suolen seinämät ja suuri alttius tarttuville taudinaiheuttajille.

Tällaisia eläimiä voidaan käyttää myös eläintuotannossa, erityisesti sikojen kasvatuksessa. Keisarileikkaussynnytyksen jälkeen nämä eläimet tutustutetaan asteittain niiden luonnolliseen mikroflooraan. Näin vältetään ei-toivotut infektiot ja nopeutetaan kasvua.

Gnotobioottiset kalatEdit

Kaloilla on lukuisia etuja gnotobioottisen tutkimuksen malliorganismeina. Kaloilla on yleensä huomattavasti enemmän jälkeläisiä lisääntymistapahtumaa kohti kuin nisäkkäillä. Tämä voi olla jopa tuhansia mätimunia, joista jokainen on suojaavan ulkokalvon, chorionin, sisällä. Tämän suojakalvon ansiosta munat voidaan helposti desinfioida ennen kasvatusta gnotioottisessa ympäristössä, jolloin ei tarvita invasiivisia leikkauksia, kuten keisarinleikkausta. Toinen etu on se, että kalanmunat kehittyvät nopeasti, mikä mahdollistaa helposti monen sukupolven tutkimukset. Kuten nisäkkäillä, myös kalojen mikrobiston on todettu vaikuttavan ravinteiden sulatukseen, immuunijärjestelmän stimulointiin, suoliston kehitykseen ja muihin tärkeisiin fysiologisiin prosesseihin. Näin ollen gnotioottisessa ympäristössä kasvatetuilla kaloilla voi esiintyä lukuisia fysiologisia muutoksia verrattuna niihin kaloihin, jotka altistuvat ympäristön normaaleille mikro-organismeille.

Historiallisesti gnotioottisia kaloja on käytetty ihmistutkimuksissa, koska ne ovat tärkeitä malliorganismeja. Kestävän elintarviketuotannon vesiviljelyn yleistymisen myötä gnotioottiset tutkimukset, joissa keskitytään tuotannon maksimointiin ja terveiden vankeudessa pidettyjen populaatioiden ylläpitämiseen, ovat kuitenkin yleistymässä. Vaikka nämä tutkimukset ovat yhä tärkeämpiä niiden vaikutusten vuoksi, joita niillä on kasvatettujen kalojen ruokavalioon ja immunologisiin prosesseihin, suurin osa tutkimuksista tehdään edelleen vain muutamilla kalalajeilla, kuten seeprakalalla. Koska vesiviljelyssä kasvatetaan nykyisin monia kalalajeja, gnotioottisessa tutkimuksessa käytettävien kalalajien vähäinen määrä on edelleen tunnettu rajoitus tällä kasvavalla alalla.