Противомикробные препараты используются в кормлении сельскохозяйственных животных около 70 лет не только для лечения инфекционных болезней, но и для ускорения роста, улучшения использования корма и снижения смертности (http://www.fao.org/antimicrobial-resistance/key-sectors/animal-feeding/ru). Однако, в 2000 году (после проведенного ВОЗ исследования, подтвердившего негативный эффект от применения антибиотиков в животноводстве), было рекомендовано резко снизить или прекратить использование для стимуляции роста сельскохозяйственных животных тех средств, которые могут применяться для лечения людей, дополнительно к этому создать жесткую систему контроля за оборотом антибиотиков в сельском хозяйстве. В 2006 году Евросоюз заявил об отказе от кормовых антибиотиков в животноводстве (с допустимостью их использования для лечения сельскохозяйственных животных). Аналогичные меры предпринимаются и государствами, являющимися крупными импортерами российской сельскохозяйственной продукции. Так согласно национальному плану, опубликованному Министерством сельского хозяйства Китая в августе 2017 года, в стране намерены ввести строгий контроль за использованием антибиотиков. Предполагается, что данные нормы также будут приняты участниками ЕАЭС. В Российской Федерации в соответствии с законом РФ N 4979-1 (в редакции от 02.07.2021) «О ветеринарии» предъявляются соответствующие ветеринарно-санитарные требования и нормы по безвредности кормов и кормовых добавок, которые утверждаются в установленном порядке и пересматриваются в соответствии с требованиями международных организаций, участником которых является Российская Федерация. Указанные обстоятельства определяют высокую актуальность разработки альтернативных подходов, снижающих или полностью исключающих использование антибиотиков в сельском хозяйстве, но одновременно – обеспечивающих увеличение продуктивности и достаточный уровень защиты сельскохозяйственных животных. Одним из путей решения проблемы может быть использование кормовых добавок, способных управлять чувством кворума зоопатогенных бактерий в организме сельскохозяйственных животных, а впоследствии изменять микробиом и направления метаболических потоков пищеварительной системы в благоприятном для сельскохозяйственного производства направления. Между тем, ввиду разнообразия форм и перечня растительных веществ, механизмы их действия на отдельные бактериальные виды и целостный микробиом пищеварительного тракта сельскохозяйственных животных пока в полной мере не описаны, что закономерно ограничивает перспективы создания новых кормовых добавок с заданными свойствами. Биологические эффекты, вызываемые растительными соединениями, могут быть эффективно изучены методами транскриптомного анализа, направленными на выявление up- и down-регулируемых генов с определением итоговых паттернов экспрессии. Кроме того, научная значимость проблемы объясняется сложными микроэкологическими взаимодействиями, встречающихся в естественных условиях, конкуренцией между микроорганизмами, взаимодействием между хозяином и микробиомом и влиянием условий окружающей среды (включая потребление корма) оказывающих экологическое давление и способных влиять на общий метаболический профиль организма животного. Принципиальная научная новизна проекта определяется использованием растительных метаболитов, способных подавлять процессы плотностно-зависимой коммуникации у бактерий желудочно-кишечного тракта, лежащих в основе индукции их патогенного потенциала. Использование данных растительных метаболитов, образующих их растений и смесей в системах кормления сельскохозяйственных животных потенциально должно позволить исключить использование кормовых антибиотиков, одновременно обеспечив сохранение высокой продуктивности современного мясного животноводства и его переход к экологически чистому агрохозяйству. Ранее проведенные исследования заявителей проекта, а также современные международные источники научной информации по данному вопросу, обобщенные в аналитическом обзоре «Растительные ингибиторы плотностно-зависимой коммуникации у бактерий: разнообразие структур и источников происхождения» (Д.Г. Дерябин, А.А. Галаджиева, Д.Б. Косян, Г.К. Дускаев. Микробиология, 2021, том 90, № 6, с. 1–21) свидетельствуют о существенном разнообразии растительных ингибиторов плотностно-зависимой коммуникации, относящихся к терпенам и терпеноидам, фенолам и метоксифенолам, кумаринам, флавоноидам, сульфоксидам и изотиоцианатам. В свою очередь анализ классификационного положения растений-продуцентов данных молекул и имеющихся у них путей биосинтеза подобных вторичных метаболитов, позволил определить круг перспективных растительных субстратов с искомой активностью с акцентом на растениях, произрастающих или культивируемых на территории Российской Федерации, что в значительной степени определяет экономическую эффективность их дальнейшего использования в системах кормления сельскохозяйственных животных. При этом использование растительных метаболитов – ингибиторов плотностно-зависимой коммуникации у бактерий, образующих их растений и смесей в системы кормления сельскохозяйственных животных должно позволить исключить использование кормовых антибиотиков, одновременно обеспечив сохранение высокой продуктивности современного мясного животноводства и его переход к экологически чистому агрохозяйству. Первым частным элементом новизны заявляемого проекта является выявление тонких механизмов воздействия растительных ингибиторов на системы плотностно-зависимой коммуникации зоопатогенных бактерий на основе анализа их транскриптомов. Решение данной задачи позволит с научно обоснованных позиций подходить к выбору ингибитора или содержащего его растительного субстрата, а также осуществлять целенаправленный поиск синергестических кормовых композиций (смесей). Вторым важным элементом является получение новых данных об изменении профиля микробиоты пищеварительного тракта, метаболических, гематологических и иных параметров организма сельскохозяйственных животных в ответ на использование разрабатываемых фитопрепаратов (кормовых добавок). Решение этой задачи позволит с новых позиций оценить соблюдение требований о безопасности кормового использования разрабатываемых молекул и растительных субстратов. Третьим элементом новизны проекта является впервые заявляемый анализ миграции малых молекул растительного происхождения, не являющихся «классическими» нутриентами и в этой связи не включающихся в метаболизме сельскохозяйственных животных, в мышечную ткань и готовую (мясную) продукцию. Стереотипный характер организации систем плотностно-зависимой коммуникации патогенной и гнилостной микрофлоры позволяет ожидать позитивный эффект присутствия данных растительных соединений на микробиологические характеристики мяса в процессе его длительного хранения и созревания, что также будет проанализировано на завершающем этапе настоящего проекта.