Một phương pháp mới xác định các mối đe dọa của vi khuẩn trong nuôi trồng thủy sản

Một công ty mới, sử dụng phương pháp đo tế bào dòng chảy để giám sát cộng đồng vi sinh vật trong mẫu nước từ các cơ sở nuôi trồng thủy sản sẽ được Đại học Ghent đưa ra trong vài tháng tới.

KYTOS đang được tách ra khỏi Trung tâm Công nghệ và Sinh thái Vi sinh vật (CMET) của Đại học Ghent

Được gọi là KYTOS , theo từ tiếng Hy Lạp cổ đại cho tế bào, nó sẽ được tung ra thị trường vào quý đầu tiên của năm. Công ty khởi nghiệp sử dụng dấu vân tay đo tế bào dòng chảy tiên tiến để nhanh chóng xác định đặc điểm của các vi sinh vật trong mẫu nước.

Theo Giáo sư Nico Boon, từ Trung tâm Công nghệ và Sinh thái Vi sinh vật (CMET) của Đại học Ghent , nó có khả năng thay thế - nhưng cũng bổ sung cho các kỹ thuật phân tích vi sinh vật hiện có. Công nghệ này sẽ hấp dẫn đối với nông dân vì nó cung cấp cho họ cơ chế cảnh báo sớm nếu tình trạng mất cân bằng vi khuẩn - có xu hướng biểu thị dịch bệnh sắp xảy ra - xảy ra trong cơ sở của họ.

Các kỹ thuật giám sát vi khuẩn hiện có

Giáo sư Boon giải thích rằng các kỹ thuật hiện có để đánh giá các cộng đồng vi khuẩn, mặc dù đôi khi hiệu quả, nhưng có những hạn chế của chúng - đặc biệt là về thời gian cần thiết để tạo ra kết quả.

“Nếu bạn muốn xem xét vi khuẩn hoặc tảo, bạn có một vài lựa chọn. Kỹ thuật được sử dụng phổ biến nhất là nuôi cấy - chúng tôi nuôi cấy vi khuẩn trên đĩa thạch, chúng tôi đã làm điều đó trong 200 năm và luật pháp, ví dụ kiểm tra chất lượng thực phẩm và chất lượng nước uống, có nghĩa là chúng tôi vẫn đang sử dụng kỹ thuật đó, ” anh ấy phản ánh.

“Nhưng có một vài vấn đề với việc đó - nó khá mất thời gian nên bạn cần đợi ít nhất một ngày trước khi có kết quả. Và, rất nhiều người quên điều này, nhưng hầu hết các vi khuẩn trong tự nhiên mà bạn không thể nuôi cấy bằng cách sử dụng các phương pháp vận hành. Các tác nhân gây bệnh mà chúng tôi đã nghiên cứu trong 200 năm, nhưng nhiều vi khuẩn tự nhiên đang thúc đẩy các quá trình sinh hóa mà chúng tôi vẫn không thể nuôi cấy, vì vậy một phần lớn vẫn bị ẩn, ”ông nói thêm.

Trong khi các kỹ thuật tiên tiến hơn đã được phát triển, những kỹ thuật này cũng có những mặt hạn chế, đặc biệt là đối với một lĩnh vực mà những thách thức về sức khỏe có thể xuất hiện rất nhanh chóng.

“May mắn thay, khoảng 20 năm trước, các kỹ thuật phân tử đã trở nên phổ biến hơn và bây giờ chúng ta có rất nhiều kỹ thuật đó. Nguyên tắc rất dễ dàng, bạn lấy một mẫu và khuếch đại tất cả các vật liệu di truyền và bạn sẽ thấy những gì ở đó. Trong một môi trường học thuật, tuyệt vời. Nhưng nó, một lần nữa, tốn thời gian. Trong nhiều trường hợp, cần nhiều thời gian hơn để làm việc này so với việc nuôi cấy. Nó cũng khá chuyên biệt và không rẻ lắm, ”anh phản ánh.

Do đó, Giáo sư Boon và các đồng nghiệp của ông tại CMET bắt đầu xem xét việc sử dụng các công cụ khác.

“Tôi bắt đầu suy nghĩ về việc liệu chúng ta có những kỹ thuật khác nhanh hơn và rẻ hơn nhiều nhưng vẫn có thể tạo ra thông tin hữu ích hay không. Bởi vì, trong ngành, để quản lý cộng đồng [vi sinh vật], bạn cần có kết quả nhanh chóng, để bạn có thể hành động, ”ông nhấn mạnh.

Phương pháp đo tế bào dòng chảy cho phép phân tích mẫu nước trong vòng 15 phút, bằng cách sử dụng tia laser để phát hiện các đặc tính của mọi tế bào trong một mẫu nhất định.

“Đó là một kỹ thuật rất phổ biến được sử dụng trong nghiên cứu y học, nhưng đối với vi khuẩn, nó không được sử dụng thường xuyên… nó rất nhanh, bạn thậm chí có thể sử dụng nó trực tuyến. Nếu bạn đưa cho tôi mẫu của bạn, tôi có thể cho bạn biết kết quả sau 15-20 phút. Cũng có rất nhiều thông tin trong dữ liệu này vì chúng tôi đang phân tích ít nhất 1.000 tế bào mỗi giây và chúng tôi có dữ liệu từ 30.000 tế bào - dựa trên cơ sở này, chúng tôi có thể tạo ra một dấu vân tay vi sinh vật [của mẫu] rất nhanh chóng, ”ông giải thích.

“Những gì chúng tôi tập trung vào trong những năm gần đây là tạo ra các thuật toán lấy dấu vân tay vi sinh vật sẽ cho chúng ta biết thêm một chút về các đặc tính của cộng đồng vi sinh vật. Nhưng, liệu chúng ta có thể liên kết chức năng của cộng đồng với dấu vân tay này không? Nếu chúng ta có thể làm được điều đó, chúng ta có thể phòng ngừa để tránh sự bùng phát của dịch bệnh hoặc đánh giá xem có xảy ra sự cố trong quá trình xử lý nước uống hay không, ”ông nói.

Trong tương lai gần, chúng tôi sẽ có thể chuyển các dấu vân tay vi sinh vật phức tạp này thành lời khuyên quản lý cụ thể để trao quyền cho nông dân với việc quản lý vi sinh vật có thể hành động

Thử nghiệm thương mại

Các nhà nghiên cứu gần đây đã thử nghiệm công nghệ này trong một số hoạt động nuôi tôm thương mại và có thể xác định chính xác các bể ương giống và ao nuôi thương phẩm nơi các vấn đề sức khỏe đang phát triển. Họ hiện đang triển khai công cụ này trong môi trường thương mại để đánh giá mức độ nó có thể được sử dụng để ngăn chặn sự bùng phát dịch bệnh.

Giáo sư Boon cho biết: “Vẫn còn một chút việc phải làm, nhưng chúng tôi nghĩ rằng trong tương lai gần, chúng tôi sẽ có thể chuyển các dấu vân tay của vi sinh vật phức tạp này thành lời khuyên quản lý cụ thể để trao quyền cho người nông dân với việc quản lý vi sinh vật có thể thực hiện được.

“Hiện tại, chúng tôi đã hoàn thành một số bằng chứng về khái niệm [thử nghiệm] trong môi trường nông trại và đang thu thập rất nhiều dữ liệu, và chúng tôi hiện đang thảo luận về việc triển khai thương mại với nhóm đối tác đầu tiên của mình - chúng tôi sẽ có một số thứ trên thị trường Năm nay, ”ông kết luận.