國外資訊

■追蹤土壤細菌的“吃碳”行動

近日發(fā)表于美國《國家科學院院刊》上的研究顯示，通過技術創(chuàng)新，可以跟蹤微生物并了解它們處理土壤碳的各種方式。這些發(fā)現(xiàn)增加了人們對細菌如何促進全球碳循環(huán)的認識。

在該項研究中，研究團隊使用穩(wěn)定同位素和高通量DNA 測序技術來識別不同種類的細菌，并追蹤對應細菌隨著時間推移的碳消耗量。微生物有不同的吸收碳策略，快速生長、進食和死亡的微生物以易于獲取的碳為食。其它細菌則偏向于更難分解和吸收的碳。這些微生物生長和消耗材料的速度更慢，而且更專業(yè)、更高效。

這項新研究通過揭示微生物處理植物碳的不同策略，為土壤有機質(zhì)的形成和損失提供了線索。在將來的工作中，該團隊還將調(diào)查一些微生物是否喜歡不同的棲息地，如森林或農(nóng)田，以及土壤pH 值對微生物群落的影響。

原文鏈接：https://www.sciencedaily.com/releases/2021/11/211122135344.htm

（陶金亞）

■研究人員開發(fā)出不會融化或發(fā)霉的冰塊

美國研究人員開發(fā)出一種新型的冷卻塊，不需要依賴冰或傳統(tǒng)的冷卻包，有望改變食物的冷藏和運輸方式。這項應用可通過控制微生物污染，潛在地減少食品供應鏈中的用水量、食品浪費和環(huán)境污染。研究論文發(fā)表在美國化學學會期刊 《可持續(xù)化學與工程》上。

研究人員表示，這種新的冰塊含有90%以上的水和其它成分，以保持和穩(wěn)定結(jié)構。它們摸起來像明膠甜點一樣柔軟，并且會根據(jù)溫度改變顏色。這些可重復使用的立方體可以設計或切割成所需的任何形狀和尺寸，可以使用它冷卻13 小時，然后收集，用水沖洗后放入冰箱再次冷凍以備下次使用。

研究人員注意到，魚類加工廠使用的冰量巨大，融化的冰水中含有的微生物可能在產(chǎn)品之間傳播，或流入排水溝形成交叉污染。他們還在保存午餐盒使用的塑料冰袋中發(fā)現(xiàn)了霉菌，而這些塑料冰袋也經(jīng)常出現(xiàn)在運輸包裹中。研究人員希望最終使用可回收的農(nóng)業(yè)廢棄物或副產(chǎn)品作為冷卻劑材料。

這種“果凍冰塊”可作為傳統(tǒng)冰塊的替代品，有望減少用水量和對環(huán)境的負面影響。它們溫度穩(wěn)定，能減少食品變質(zhì)，對于需要冷藏物品的餐飲公司、航運企業(yè)和食品生產(chǎn)商來說，這將是理想的選擇。

原文鏈接：https://www.ucdavis.edu/food/news/uc-davis-researchers-develop-ice-cubedoesnt-melt-or-grow-mold

（陶金亞）

■飲食如何通過腸道微生物改變免疫系統(tǒng)功能

“人如其食”這句“陳詞濫調(diào)”數(shù)百年來一直被用于說明飲食和健康之間的聯(lián)系?，F(xiàn)在，一個國際研究團隊已經(jīng)找到了這一概念的分子證據(jù)，證明了飲食是如何通過腸道微生物群最終影響免疫。

這項在小鼠身上進行的研究表明，動物攝入的食物會引發(fā)一種特定腸道微生物代謝副產(chǎn)物的釋放，進而調(diào)節(jié)動物的腸道免疫力。

試驗確定了一種微生物分子，其合成和釋放受宿主飲食的影響。反過來，該分子能刺激自然殺傷（NK）T 細胞的細胞亞群的激活和信號傳導，這些細胞參與免疫調(diào)節(jié)并與一系列炎癥有關。

哈佛醫(yī)學院布拉瓦尼克研究所免疫學教授、該研究資深作者卡斯帕表示，雖然科學家長期以來一直猜測飲食在健康免疫中起著重要作用，但這項新研究闡明了這種相互作用背后的精確分子級聯(lián)反應。

卡斯帕說：“我們已經(jīng)揭示了飲食是如何通過腸道中的微生物介質(zhì)影響免疫系統(tǒng)的，這是飲食——微生物——免疫三元組發(fā)揮作用的一個非常典型的例子。這項研究真正意義上展示了一個合理的、全面的成果，解釋了這種三者作用的方式和原因，以及飲食是如何最終影響免疫系統(tǒng)。”

研究人員表示，如果在大型動物并最終在人類身上得到證實，這些發(fā)現(xiàn)將為增強腸道和整體免疫力的小分子治療設計提供理論支持。

“腸道常駐微生物產(chǎn)生的分子具有豐富的結(jié)構多樣性。我們使用微生物和化學工具來闡明這些分子是如何被腸道細菌合成以及它們?nèi)绾卧谒拗髂c道中發(fā)揮作用，”該研究的第一作者、首席研究員Sungwhan Oh 說。

在一系列試驗中，該團隊確定了由小鼠腸道中膳食氨基酸代謝分解引發(fā)的免疫信號級聯(lián)反應。這種多步驟的代謝途徑始于含有支鏈氨基酸的動物性食物，因此命名為其分子鏈之一的樹枝狀結(jié)構。支鏈氨基酸隨后被脆弱擬桿菌（一種腸道常駐微生物）吸收，并被一種特定的酶轉(zhuǎn)化為也具有支鏈的糖脂分子。脆弱擬桿菌隨后釋放支鏈分子，這些分子被一類稱為抗原呈遞細胞的免疫信號細胞發(fā)現(xiàn)并拾取，進而通過上調(diào)炎癥控制基因和免疫調(diào)節(jié)化學物質(zhì)誘導NK T 細胞進行免疫調(diào)節(jié)反應。

值得注意的是，試驗證明是鏈結(jié)構的分支引發(fā)了級聯(lián)反應。該分子的直鏈結(jié)構沒有產(chǎn)生相同的效果。此外，該團隊發(fā)現(xiàn)脆弱擬桿菌改變了它代謝的糖脂分子的結(jié)構，使它們能夠更好地與特定免疫細胞上的受體結(jié)合并啟動信號級聯(lián)反應，最終下調(diào)炎癥。

該工作還表明，小鼠攝入的3 種不同支鏈氨基酸中的每一種都會使細菌脂質(zhì)分子產(chǎn)生不同的結(jié)構變化，從而導致與免疫細胞的結(jié)合方式不同。

最后，研究人員用支鏈糖脂分子治療患有潰瘍性結(jié)腸炎的小鼠。發(fā)現(xiàn)接受支鏈分子治療的動物比未治療的動物好得多。它們不僅體重增加，而且當研究人員在顯微鏡下檢查小鼠的腸道細胞時，觀察到這些細胞的結(jié)腸炎癥跡象也很輕。

總之，這些試驗為先前觀察到的由腸道微生物脆——弱擬桿菌產(chǎn)生的糖、脂類物質(zhì)的抗炎作用提供了結(jié)構和分子解釋。

“這項工作提供了一個跨學科研究的典型例子，旨在回答生物醫(yī)學中的一個重要問題，即如何通過飲食和微生物群之間的相互作用來調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，”Rossjohn 說。

2014年，Kasper 及其同事發(fā)表了一個研究報告，表明脆弱擬桿菌釋放的一種糖脂分子對腸道具有抗炎作用，可以保護小鼠免受結(jié)腸炎的侵害，然而科學家們并不知道這些分子是如何被微生物制造的，也沒有具有抗炎作用的糖脂特征結(jié)構。此研究回答了這個問題，揭示了這種特定生物體制造的糖脂分子是支鏈的，正是這種支鏈結(jié)構使它們能夠以抑制這些細胞產(chǎn)生促炎信號的方式與免疫細胞結(jié)合。

“研究表明，脂質(zhì)結(jié)構分支誘導了一種非同尋常的反應——抗炎反應，而不是促炎反應?！盞asper 說。這些發(fā)現(xiàn)為有朝一日可以用實驗室制造的抑制炎癥的微生物分子治療由這些NK T 細胞介導的炎癥疾病提供了希望。

卡斯帕說，NK T 細胞的確切功能（微生物分子激活控制小鼠結(jié)腸炎癥的免疫細胞）尚不清楚。然而，因為這些細胞分布在人體胃腸道和肺中，也存在于肝臟和脾臟中，所以它們可能在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。先前的研究指出，這些細胞可能參與一系列炎癥性疾病，包括潰瘍性結(jié)腸炎，并可能在呼吸道炎癥性疾?。ㄈ缦┲邪l(fā)揮作用。

“雖然我們永遠無法從細菌中分離出足夠的免疫調(diào)節(jié)分子用于治療，但它的神奇之處在于我們現(xiàn)在可以在實驗室中合成它們，”Kasper 說?！拔覀兊南敕ㄊ怯幸环N藥物可以調(diào)節(jié)結(jié)腸及其它部位的炎癥?！?/p>

原文鏈接：https://www.sciencedaily.com/releases/2021/11/211116175057.htm

（朱運恒）

■少肉飲食有很多好處

哪種飲食更好：是按照德國營養(yǎng)學會的建議，適度減少肉類消費，多吃水果、蔬菜和全麥產(chǎn)品？還是效仿德國南部鄰國，多吃魚和海鮮？ 或者完全轉(zhuǎn)向純素飲食？ 波恩大學（德國）的一項新研究表明，這些問題的答案并不像人們想象的那么明確——這取決于個人關注哪些指標。

歐盟每個公民每年要消耗950 公斤食品和飲料——一個相當大的數(shù)量，等同于一輛小型汽車的重量。在全球范圍內(nèi)，食物占人類溫室氣體排放量的四分之一。很大程度上是由于畜牧業(yè)造成的：動物只能將攝入的能量中一小部分轉(zhuǎn)化為肉類。反芻動物還會產(chǎn)生甲烷，進一步加速全球變暖。

此外，我們吃的東西也會對我們的健康和動物保護產(chǎn)生影響。在比較飲食時，還應考慮這些方面因素。專家還將人類、動物和環(huán)境的最佳平衡狀態(tài)概括為“一個健康”的觀點?！叭欢鴮⑦@種觀點應用于營養(yǎng)研究上還是很少的，”波恩大學（德國）發(fā)展研究中心（ZEF）的朱莉安娜解釋說。

實際的食物清單與3 種飲食方式的比較

帕里斯與同事進行了一項分析研究，旨在一定程度上填補這一研究空白?！盀榇?，我們查看了北萊茵-威斯特法倫州人們的食物清單上有哪些產(chǎn)品，”她說道。“我們將此清單與3 種不同的飲食方式進行了比較：根據(jù)德國營養(yǎng)學會（DGE）的建議進行了調(diào)整，飲食方式向含有更多魚類飲食方式、地中海飲食方式以及純素飲食方式轉(zhuǎn)變。”

研究中工作人員減小了清單與3 種飲食方式的差異。例如，在地中海版本中，增加了魚類和海鮮、蔬菜和谷物產(chǎn)品的比例。此外，整體產(chǎn)品選擇應包含與以前相似數(shù)量的相同營養(yǎng)素。這為研究人員提供了每個場景的食物清單，方便進一步分析。

為此，研究人員參考了各種數(shù)據(jù)庫。通過數(shù)據(jù)能夠估計每種飲食對某些環(huán)境的影響，如生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的溫室氣體量或用水量。研究人員采用了類似的方法來評估每種飲食對環(huán)境與健康的影響，眾所周知，紅肉會增加某些癌癥和心血管疾病的風險。研究人員使用幾個指標評估了對動物保護的影響。其中包括有多少動物因食用食物而喪生，以及它們的飼養(yǎng)條件。

魚代替牛排：對環(huán)境有益，對動物保護不利

從“一個健康”的角度來看，這3 種飲食中的任何一種都將是可持續(xù)的。然而，這也是以其它犧牲為代價的。純素飲食在許多方面得分最高。然而，純素食品的生產(chǎn)需要增加耗水量。另外，素食者需要單獨服用某些營養(yǎng)素，例如維生素B12、維生素D 甚至是鈣。

由于堅果和蔬菜的需求量增大，地中海飲食（雖然健康）也會導致對水的需求增加。此外，如果食用的肉類完全被魚取代，它對動物保護也會產(chǎn)生很大的負面影響：由于魚等海鮮個體上比?；蜇i小得多，因此受害的動物要多得多。蜂蜜消費量增加，導致要對蜂群進行集中管理，也會產(chǎn)生負面影響。因此，從動物源中獲取一定量的蛋白質(zhì)是有益的。如今許多人飲食過剩，只有他們根據(jù)實際需求進行飲食，才可能會產(chǎn)生更多的積極影響。

根據(jù)研究結(jié)果來看，德國營養(yǎng)協(xié)會的建議飲食方案正朝著正確的方向發(fā)展。然而，就人體健康而言，其它2 種選擇更好?？傊绻悴唤?jīng)常吃肉，而是在盤子里放全谷類、蔬菜和水果，你不僅在為自己做一些好事，也在為保護動物和環(huán)境做出一定的貢獻。

原文鏈接：https://www.sciencedaily.com/releases/2021/11/211130101449.htm

（朱運恒）