"מיקוד על: ייעול ייצור מזון – בעלי חיים ה""מיקרוביום"" הינו שם כולל לאוכלוסיית המיקרואורגניזמים המצויים בסביבות שונות הכוללות את מערכת העיכול של יונקים. בשנים האחרונות התבססה ההבנה כי לאוכלוסיית המיקרואורגניזמים השוכנת בתוך מערכת העיכול של חיות, השפעות רחבות היקף על בריאותה ותפקודה של החיה המארחת. מערכת העיכול של הפרה מחולקת לארבעה מדורים, אשר הראשון ביניהם הינו הכרס. מדור זה מאופיין באוכלוסייה ענפה של מיקרואורגניזמים האחראים על התסיסה והפירוק של מזון הפרה. לפיכך, ניתן להבין כי הפרה תלויה לחלוטין באותה אוכלוסייה במהלך העיכול וניצול המזון, ולכן אוכלוסייה זו מהווה חשיבות עצומה לתזונת הפרה, לתפוקת החלב ולרווחתה הכללית של הפרה. למיקרוביום של הפרה, השפעות נרחבות נוספות המתבטאות בפליטת פסולת מזהמת לסביבה בדגש על פליטת מתאן שהוא גז חממה פוטנטי בעל פעילות חזקה פי 20 מפחמן דו חמצני. לכן, שיפור הבנתינו על המיקרוביום הנו בעל חשיבות עליונה אשר טומן בחובו פוטנציאל לשיפור אספקטים של בריאותה ותפוקתה של הפרה יחד עם שיפור מערכת היחסים שלנו עם הסביבה. זהו פוקוס המעבדה אשר משלבת בין שיטות מיקרוביולוגיה "

תסמין הכבד השומני הנפוץ במעלי גירה יצרניים במיוחד, נובע מהתגברות משמעותית של הדרישות האנרגטיות בשלהי ההיריון ותחילת התחלובה, ומהווה גורם עיקרי להפרעות מטבוליות קשות ומסוכנות לאם והולדות. למרות שהנסיבות שונות מאילה של כבד שומני הנפוץ גם באדם על רקע השמנה וסינדרום מטבולי, נראה שמנגנוני הפתולוגיה מכבד שומני דרך התפתחות דלקת ועד כשלי כבד דומים. לכן, כדי ללמוד על כבד שומני בצאן, נעזר במחקרים הרבים והספרות הענפה בתחום כבד שומני באדם שישמשו גם בבחינה ופיתוח של דרכי טיפול חדשים בצאן. כל דרך לטיפול ולמזעור התופעה תשפיע באופן משמעותי על התוצרת החקלאית מכיוון שהמופע של כבד שומני הינו ניכר בחקלאות אנטנסיבית ואנטנסיבית למחצה כזו הנהוגה בישראל.

ההשבחה של צאן לתוצרת חקלאית מוגברת הובילה לפיתוח של גזעים בעלי ולדנות ואו תנובת חלב גבוהים במיוחד. אולם, כאשר צרכי האנרגיה מתגברים באופן דרמטי בשלהי ההיריון, העומס המטבולי על הכבד שאחראי על סינתזת הגלוקוז עלול לגרום להפרעות מטבוליות שונות המוגדרות כרעלת הריון בגזעים ולדניים כגון באפק אסף המוחזק במתקן וולקני המופע יכול להגיע ל כ 10% מההריונות. כיוון שלרעלת הריון השפעה מובהקת לא רק על תחלואה וסיכון חיי האם, אלא גם על חיי ובריאות הולדות והטלאים, הרי שלתופעה השלכות חקלאיות משמעותיות ביותר. כיוון שדרכי הטיפול אינן יעילים מרגע מופע התסמינים, ישנה חשיבות גדולה בפיתוח גישות מניעה. מטרת המחקר היא לאתר ולהשביח כבשים לביצועים מטבולים משופרים אשר ימזערו את מופע רעלת ההריון, באמצעות פיתוח גישה חדשנית לאמוד את כושרו הטבעי של הכבד

"קווי אמנונים בעלי ביצועים טובים במליחות מים גבוהה מהווים יעד לפיתוח מזה שנים רבות. לצורך כך יש להבין טוב יותר את מנגנוני התגובה לעקה זו, את הבקרה עליהם, ואת האינטראקציה שלהם עם מסלולים ביולוגיים אחרים. במחקר זה מתוכנן שילוב בין אנליזות גנומיות מתקדמות ובין עבודה מולקולרית וביוכימית, כאשר מנגנוני אוסמורגולציה ילמדו הן ברמת התא הבודד והן ברמת האיבר והאורגניזם. במחקר ייעשה ריצוף עמוק של הטרנסקריפטום בבתנאי סביבה שונים, ייערכו אנליזות פרוטאומיות, וייחקרו לעומק מנגנוני אסמורגולציה בתרביות תאים ובחיה השלמה. "

"ליעילות ספיגת מרכיבי מזון במעי הדג יש השפעה גדולה הן בהיבט הכלכלי של עלות ההזנה והן בהיבט הסביבתי של הפרשת חנקות. מנגנון הספיגה של מרכיבי מזון חיוניים כגון פפטידים וחומצות אמינו אינו מוכר היטב בדגים, כמו גם השפעת גורמים כגון תנאי הסביבה, מצבי עקה והרכב אוכלוסיית המיקרוביום על פעילות זו. במחקר זה מתוכנן שילוב בין אנליזות גנומיות מתקדמות, עבודה מולקולרית וביוכימית, ועבודה עם החיה השלמה. במחקר יפותחו שיטות למניפולציות על מיקרוביום המעי וייערכו אנליזות מתקדמות להערכת ההשפעה של אוכלוסייות מיקורביאליות ספציפיות על ניצולת המזון. המחקר יעסוק בהבנת הפיזיולוגיה של העיכול במליחויות מים משתנות ובהרכבי מזון שונים, מרמת הגנים הבודדים, דרך הטרנסקריפטום, הפרוטאום, ועד המטבוליזם של החיה השלמה.  "

מטרת תעשיית העופות לבשר היא שיפור ביצועי הגדילה ונצילות המזון והגדלת משקל העוף בגיל השיווק. בקרת הרעב/שובע מתפתחת לאחר הבקיעה. המחקר יעסוק בהקניית הרגלי אכילה לעופות כך שיוכלו יותר על ידי התניית אכילה רווית שומן (בדומה לתופעה שמביאה להשמנה בבני האדם). הנחת העבודה שתילמד היא שבקרת האכילה מבוססת על בקרה אפיגנטית שמתרחשת בהיפותלמוס. המחקר יעסוק באפיון הבקרה האפיגנטית תוך בחינת שינויים במודיפיקציות שלאחר תרגום בחלבונים ההיסטוניים, בשינויים ברמות המטילציה על הדנ"א ובשינויים בכמות הרנ"א הקצרים. כל האיפיון האפיגנטי יעשה בשיטות מולקולאריות חדשניות בפרומוטרים של גנים בעלי פוטנציאל לתגובות עקה. בנוסף המחקר יעסוק בהעברה בין דורית של תורשה אפיגנטית של תכונות השמנה.

"בשנים האחרונות הראנו שחשיפת אפרוחים לעקה בגיל צעיר מארגנת את המרכזי התגובה לעקה בהיפותלמוס במוח, כך שחשיפה חוזרת לעקה תוביל לאחת משתי תגובות הפוכות או רגישות או פגיעות לעקה. המתג שקובע את עוצמת התגובה לעקה מבוסס כנראה על בקרה אפיגנטית. הפרויקט המוצע יעסוק באפיון הבקרה האפיגנטית תוך בחינת שינויים במודיפיקציות שלאחר תרגום בחלבונים ההיסטוניים, בשינויים ברמות המטילציה על הדנ""א ובשינויים בכמות הרנ""א הקצרים. כל האיפיון האפיגנטי יעשה בשיטות מולקולאריות חדשניות בפרומוטרים של גנים בעלי פוטנציאל לתגובות עקה. בנוסף המחקר יעסוק בהעברה בין דורית של תורשה אפיגנטית של בקרת התגובה לעקה. "

"למטבוליזם של העוף יש השפעה גדולה הן בהיבט הכלכלי של עמידות ויעילות גדילה תחת עקות סביבתיות והן בהיבט של רווחת החיה והשרדותה תחת העקה. במחקר שנערך במעבדתנו נמצא כי לחשיפה לקעות סביבתיות במהלך ההתפתחות העוברית השפעה ארוכת טווח על מטבוליזם החיה בעיקר כאשר זאת מוחזקת בסביבה תת-אופטימלית. אולם המנגנון המולקולרי והפעילות של המיטוכונדריות במהלך העקה ובעקבותיה אינו ברור. במחקר זה מתוכנן שילוב בין אנליזות גנומיות מתקדמות, עבודה מולקולרית וביוכימית, ועבודה עם החיה השלמה. במחקר יפותחו שיטות למניפולציות על המטבוליזם ופעילות המטוכונדריות וייערכו אנליזות מתקדמות להערכת החשיפה לעקות עובריות על נצילות המזון ומאזן האנרגיה של העוף. המחקר יעסוק בהבנת הפיזיולוגיה של האנרגיה המטבולית הנצרכת על ידי החיה, המערכות הפיזיולוגיות המעורבות וכיצד ניתן לשפר את ביצועיה וויסות האנרגיה בין קיום לגדילה, מרמת הגנים הבודדים דרך הטרנסקריפטום ועד המטבוליזם של החיה השלמה. "

המעבדה מתמקדת בפיענוח מנגנוני הבקרה על מאזן האנרגיה בעופות שקשורים בבקרה על התיאבון, הקצב הגדילה , יעילות ההטלה והפוריות. לאחרונה הצלחנו לאתר בעופות כמה מהגנים הקריטיים למחקר זה, כמו הורמון השובע לפטין, שאופיינו ביונקים ובעופות היווה מוקד לוויכוח נוקב לגבי מציאותם בעופות. במחקר המשך נשתמש בגנים החדשים שמצאנו וכן בשיטות של ריצוף גנומי, טרנסקריפטומי ופרוטאומי כדי לאתר סמנים גנטיים לתכונות הייצור בעופות. במחקר זה נשווה בין שני הזנים העיקריים של הגידול החקלאי, שטופחו באופן נפרד להטלה יעילה של ביצי המאכל (מטילות) ולגדילה מהירה של העופות המיועדים לאכילה (פטמים) . בנוסף נבצע השוואות גנומיות טרנסקריפטומיות ופרוטאומיות של הזנים שעברו את הטיפוח החקלאי לבין תרנגול הבר. השואה זו תיתן בידנו כלי מחקר נוסף לאפיון התפקיד של הגנים שעברו סלקציה על ידי הטיפוח.

המעבדה מתמקדת בפיענוח מנגנוני הבקרה על מאזן האנרגיה בעופות שקשורים בבקרה על התיאבון, הקצב הגדילה , יעילות ההטלה והפוריות. לאחרונה הצלחנו לאתר בעופות כמה מהגנים הקריטיים למחקר זה, כמו הורמון השובע לפטין, שאופיינו ביונקים ובעופות היווה מוקד לוויכוח נוקב לגבי מציאותם בעופות. במחקר המשך נשתמש בגנים החדשים שמצאנו וכן בשיטות של ריצוף גנומי, טרנסקריפטומי ופרוטאומי כדי לאתר סמנים גנטיים לתכונות הייצור בעופות. במחקר זה נשווה בין שני הזנים העיקריים של הגידול החקלאי, שטופחו באופן נפרד להטלה יעילה של ביצי המאכל (מטילות) ולגדילה מהירה של העופות המיועדים לאכילה (פטמים) . בנוסף נבצע השוואות גנומיות טרנסקריפטומיות ופרוטאומיות של הזנים שעברו את הטיפוח החקלאי לבין תרנגול הבר. השואה זו תיתן בידנו כלי מחקר נוסף לאפיון התפקיד של הגנים שעברו סלקציה על ידי הטיפוח.

"עובר העוף מהווה מודל מצויין למחקר, הן בתחום המחקר ההתפתחותי הבסיסי, במחקר החקלאי והביוטכנולוגי. הלב הוא האיבר הראשון המתפתח ומתפקד בעור, וחיוניות העובר תלוייה בתפקודו התקין. אחד מאפייניו הייחודיים של הלב העוברי בכך שהוא מתפתח ומתפקד בו זמנית, ומבחינה זו הוא נבדל משאר אברי העובר המוטיבציה למחקר ברמה הבסיסית היא להבין מהם המנגנונים המעורבים בהתפתחות ותפקוד הלב בעובר. מבחינה חקלאית המחקר נועד לבחון מנגנונים שיסייעו לעוף להתמודד עם תנאי עקה, בעיה מרכזית בחקלאות המודרנית. המחקר מערב שימוש במגוון שיטות מתקדמות בביולוגיה מולקולרית, מערכות הדמייה ייחודיות ומהמתקדמות בעולם, ומיקרו-כירורגיה בעובר. "