Ứng viên tiến sĩ Drew Lakamp tại Đại học Nebraska-Lincoln đang tiến hành một nghiên cứu tiên phong về mối liên hệ giữa di truyền học của bò và hệ vi sinh vật của chúng, với mục tiêu khám phá cách mà di truyền có thể ảnh hưởng đến thành phần vi sinh vật và từ đó dự đoán năng suất chăn nuôi. Theo báo cáo từ trường đại học, nghiên cứu này có thể mở ra những phương pháp mới giúp tối ưu hóa năng suất và giảm thiểu bệnh tật trong ngành chăn nuôi bò thông qua các biện pháp chọn lọc di truyền có mục tiêu.
Lakamp, xuất thân từ New Berlin, Illinois, đã bắt đầu hành trình học thuật của mình
với sự say mê về chăn nuôi và di truyền động vật. Anh bắt nguồn niềm đam mê này từ những trải nghiệm thời thơ ấu khi tham gia trưng bày bò, nơi anh nhận ra rằng việc đầu tư vào các nguồn gen chất lượng thông qua tinh dịch và trứng rẻ hơn nhiều so với việc mua bò sống. Mặc dù không có cơ hội phát triển chuỗi chương trình chăn nuôi như mong muốn, nhưng nhận thức này đã định hướng anh theo đuổi lĩnh vực di truyền học động vật. Sự kiên định này đã đưa anh đến với Đại học Nebraska-Lincoln, nơi anh tin tưởng rằng chương trình nghiên cứu về thịt bò ở đây là một trong những chương trình tốt nhất thế giới. Dưới sự hướng dẫn của giáo sư Matt Spangler, một chuyên gia nổi tiếng trong lĩnh vực khoa học động vật, Lakamp đang tập trung vào những nghiên cứu có khả năng tạo ra tác động đáng kể trong ngành công nghiệp thịt bò.
Nghiên cứu của Lakamp được chia thành hai phần chính, mỗi phần đều nhằm mục đích xác định vai trò của di truyền trong việc định hình hệ vi sinh vật của gia súc. Phần đầu tiên của nghiên cứu tập trung vào hệ vi sinh vật trên mắt gia súc, nơi anh đang khảo sát tỷ lệ các loại vi khuẩn khác nhau sinh sống trên mắt bê và xem xét liệu di truyền của bê con có tác động gì đến những tỷ lệ này hay không. Nếu nghiên cứu này chứng minh được sự ảnh hưởng của di truyền đối với hệ vi sinh vật mắt, Lakamp tin rằng nó có thể mở đường cho các biện pháp chọn lọc di truyền mới nhằm giảm thiểu bệnh đau mắt đỏ ở bê – một căn bệnh phổ biến nhưng gây tổn thất lớn cho các nhà chăn nuôi.
Phần thứ hai của nghiên cứu của Lakamp tập trung vào hệ vi sinh vật đường ruột, nơi mà hệ vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong việc tiêu hóa và hấp thu dinh dưỡng của động vật. Anh đang khám phá mối liên hệ giữa thành phần hệ vi sinh vật đường ruột với di truyền của gia súc, và xem xét liệu thông tin này có thể được sử dụng để dự đoán năng suất chăn nuôi trong tương lai hay không. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng có mối quan hệ trực tiếp giữa thành phần hệ vi sinh vật và hiệu suất của động vật, cũng như mối quan hệ giữa di truyền và hiệu suất. Nghiên cứu của Lakamp đang tìm cách tích hợp hai khía cạnh này để phát triển một hệ thống dự đoán toàn diện, giúp các nhà chăn nuôi có thể dự đoán chính xác năng suất dựa trên dữ liệu di truyền và hệ vi sinh vật của gia súc.
Lakamp chia sẻ rằng: “Từ một miếng gạc đơn giản trong miệng, chúng tôi có thể lấy được thông tin về di truyền của bê con, cũng như loại vi khuẩn, vi khuẩn cổ, nấm, và các sinh vật khác sống trong dạ cỏ của chúng. Trong tương lai, thông tin này có thể được sử dụng để dự đoán năng suất của động vật với độ chính xác cao, dựa trên cả thông tin từ bộ gen và hệ vi sinh vật.” Anh nhấn mạnh rằng nếu nghiên cứu này thành công, nó sẽ cho phép các nhà chăn nuôi lai tạo có chọn lọc để giảm thiểu số lượng tác nhân gây bệnh tồn tại trong cơ thể gia súc, từ đó cải thiện sức khỏe tổng thể và hiệu suất của đàn bò.
Tuy nhiên, nghiên cứu của Lakamp cũng đối mặt với nhiều thách thức lớn, đặc biệt là việc xử lý khối lượng dữ liệu khổng lồ. Lakamp giải thích rằng: “Khi nhà vi trùng học cung cấp cho tôi dữ liệu, tôi có đến 43 triệu điểm dữ liệu cho mỗi con vật, và đó chỉ là dữ liệu về hệ vi sinh vật, chưa kể đến dữ liệu về di truyền mà tôi đã có. Vậy làm thế nào để xử lý tất cả những thông tin đó?” Thách thức này không chỉ đặt ra yêu cầu cao về khả năng xử lý dữ liệu mà còn là cơ hội để tối ưu hóa cách tiếp cận dữ liệu, giúp chuyển đổi những thông tin phức tạp thành các công cụ thực tế mà các nhà sản xuất có thể sử dụng trong quản lý đàn gia súc.
Lakamp tỏ ra lạc quan về tương lai của nghiên cứu này và tin rằng những phát hiện của anh có thể mang lại những đột phá quan trọng trong ngành chăn nuôi bò. Anh hy vọng rằng, bằng cách kết hợp kiến thức về di truyền và vi sinh vật, các nhà chăn nuôi sẽ có thể đưa ra những quyết định sáng suốt hơn, không chỉ để tăng năng suất mà còn để cải thiện sức khỏe và chất lượng của đàn gia súc. Nghiên cứu này, nếu thành công, sẽ không chỉ là một bước tiến lớn trong khoa học chăn nuôi mà còn là công cụ hữu ích cho các nhà sản xuất trên toàn thế giới.