圣路易斯華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一項(xiàng)新研究表明，某些人體腸道微生物可以挖掘膳食纖維以提取人體無(wú)法獲得的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。這項(xiàng)研究于 6 月 27 日發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上，闡明了食品生產(chǎn)的纖維副產(chǎn)品——例如水果和蔬菜的外皮、果皮和種子——如何成為有益于人類健康的有益生物分子的未開發(fā)來(lái)源。
許多因素，包括人口增長(zhǎng)、氣候變化和 大流行造成的社會(huì)混亂，都將注意力集中在糧食生產(chǎn)上。這包括考慮食品制造過(guò)程中產(chǎn)生的大量廢物以及通常丟棄的食物的潛在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。這些副產(chǎn)品流中存在的纖維成分反映了它們的不同來(lái)源以及食品制造過(guò)程中應(yīng)用的不同類型的步驟。
“這些副產(chǎn)品流可以代表以前未表征的生物分子的可持續(xù)和可擴(kuò)展的來(lái)源，以及難以大量獲得的已知生物分子，”資深作者、醫(yī)學(xué)博士、羅伯特·J·格拉澤杰出大學(xué)教授 Jeffrey I. Gordon 說(shuō)愛迪生家庭基因組科學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)中心主任。“例如，2020年全球柑橘產(chǎn)量約1.4億噸。加工水果總重量的一半左右用于生產(chǎn)果汁，每年產(chǎn)生數(shù)千萬(wàn)噸柑橘產(chǎn)品廢料。我們作為‘生物化學(xué)大師’轉(zhuǎn)向我們的腸道微生物，并詢問(wèn)他們能夠從這些纖維中釋放或挖掘哪些類型的通常無(wú)法獲得的生物分子。”
研究人員首先研究了擁有一系列常見人類腸道微生物的小鼠組，以及在沒有任何微生物的情況下維持的所謂無(wú)菌小鼠。老鼠被喂食美國(guó)許多人典型的高脂肪、低纖維飲食，無(wú)論是否補(bǔ)充從橙子或豌豆中回收的纖維。研究人員確定 N-甲基血清素是一種分子，只有當(dāng)小鼠被人類腸道微生物群定植并被給予含有橙色纖維的飲食時(shí)，這種分子才會(huì)釋放出來(lái)。
他們測(cè)試了 49 種不同類型的人類腸道細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)了一種屬于一種腸道細(xì)菌物種的菌株——卵形擬桿菌——能夠有效地從橙色纖維中提取 N-甲基血清素。使用創(chuàng)新的分子分析，他們確定這種菌株能夠產(chǎn)生我們自己的人類基因組中缺乏的酶——這些酶起到分子剪刀的作用，可以分解將 N-甲基血清素包裹在橙色纖維中的復(fù)雜糖的結(jié)構(gòu)。
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