Metabolome Analysis of Japanese Rock Ptarmigan Feces by LC/MS/MS: Application to the Establishment of Breeding Technology for Endangered Species

Význam tématu

Analýza metabolitů stolice japonské kamzice pomocí LC/MS/MS poskytuje cenné informace o střevní mikrobiotě a nutričním stavu ptáků. Tyto poznatky jsou klíčové pro vývoj šetrných technik chovu a úspěšné navrácení kriticky ohrožených populací do přírody.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo srovnat metabolom stolice divokých a uměle chovaných japonských kamzic a identifikovat biomarkery, které usnadní optimalizaci krmné dávky a obnovu přirozené střevní flóry u chovaných jedinců.

Použitá metodika

• Vzorky stolice byly okamžitě zmrazeny při −80 °C a po rozmrazení extrahovány 500 µL PBS na 100 mg vzorku, poté odstředěny a ultrafiltrací.
• Filtrát byl ředěn 10× ultrapure vodou a analyzován iont-pair-free metodou pro simultánní stanovení 97 hydrofilních metabolitů (aminokyseliny, organické kyseliny, nukleotidy, nukleosidy).

Použitá instrumentace

• HPLC: Nexera X2, reverzní fázová kolona, gradientní eluční režim, 0,25 mL/min, injekční objem 3 µL.
• MS: LCMS-8060, ESI v pozitivním i negativním režimu, MRM, teploty: DL 250 °C, block heater 400 °C, interface 300 °C, průtoky plynů standardní.

Hlavní výsledky a diskuse

• Průměrně detekováno 56 metabolitů u divokých jedinců (n=4) a 60 u chovaných (n=6).
• PCA jasně rozlišila skupiny divokých a chovaných ptáků.
• Chovaní jedinci vykazovali zvýšené hladiny volných aminokyselin (fenylalanin, leucin, valin), což naznačuje nadbytek bílkovin ve stravě a riziko onemocnění.
• Divocí ptáci měli vyšší podíl meziproduktů metabolismu nukleových kyselin (uridin, adenín, cytidin), což odráží adaptaci na chudší výživu a efektivní syntézu aminokyselin střevní mikroflórou.

Přínosy a praktické využití metody

• Metabolomická analýza stolice umožňuje cílené úpravy krmiva pro udržení zdravé střevní mikroflóry a prevenci dietně indukovaných onemocnění.
• Výsledky usnadňují návrat chovaných jedinců do přírody díky lepší přizpůsobivosti jejich trávicího traktu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s metagenomickými analýzami pro detailní popis host–mikrobiota interakcí.
• Rozšíření metodiky na další ohrožené druhy z důvodu podpory biodiverzity.
• Vývoj personalizovaných krmných směsí na základě metabolických profilů.

Závěr

LC/MS/MS analýza stolice japonské kamzice prokázala schopnost odhalit zásadní metabolické rozdíly mezi divokými a chovanými jedinci. Metoda významně přispívá k optimalizaci výživy, ochraně zdraví a úspěšnému návratu kriticky ohrožených ptáků do volné přírody.