一种用于营养补充的原生动物前景

研究人员发现一种原生动物可能有一天会成为健康营养素的来源

人体能够很好地合成许多维持生存所必需的营养素,但有些营养素人体无法自行合成,因此被认为是必需的。我们可以通过饮食获取这些化合物,例如色氨酸、维生素B12和omega-3脂肪酸。然而,某些饮食习惯,例如“标准美国饮食”,缺乏这些必需成分,需要额外补充。

要获取足够量的某些营养素,例如omega-3脂肪酸,可能非常困难,因为一些最常见的来源——在本例中是鱼——本身就供应不足。因此,研究人员转向微生物来大规模生产这些必需的来源,以便我们可以在当地的超市或药店以药丸的形式方便地获取它们。

识别天然营养素来源最有前途的途径之一恰好是藻类。这些微小的生物数量众多,可以轻松大量繁殖。只需模仿合适的生长环境,然后等待微生物生长即可。一旦达到一定数量,它们就可以被收获、分解,并通过加工提取出我们感兴趣的分子。

除了藻类,原生动物也可能提供这些营养素。一个例子是眼虫属。这种生物以藻类为食,能够吸收多种营养素,包括抗氧化剂、维生素C和E,以及omega-3脂肪酸。眼虫还会产生一种称为β-葡聚糖的化合物,该化合物具有生物活性,可能与改善健康有关。

利用原生动物提取营养素可能具有相当大的优势。与藻类不同,它们更容易分解,从而使过程更简单、成本更低。此外,一些藻类含有对人体有毒的物质,而眼虫在这方面则没有严重的顾虑。唯一真正的顾虑在于细胞产生的营养素数量。目前,提取过程由于缺乏高水平的目标补充剂而仍然相对昂贵。因此,零售价会过高。为了从原生动物中获得最大的益处,这些生物必须大规模生产这些化合物。然而,如何实现这一壮举一直难以捉摸。

现在可能有一条前进的道路。上周,一个中国研究团队报告了他们对眼虫不同培养方法的研究。这些结果可能为大规模生产提供一条途径,从而使我们能够充分利用这种微小生物的潜力。

研究人员专注于多甲藻这个物种,这是该属中研究较多的物种之一。他们将这种生物在两种条件之一进行培养:光照或黑暗。这种差异模拟了昼夜生长,并确定哪种条件最有利于最大化营养素的产量。

完成生长培养后,团队开始分析营养素。他们检查了多不饱和脂肪酸、β-葡聚糖以及其他几种与刺激生长相关的代谢物的含量。他们希望在所有这三个因素之间看到类似的光照和黑暗条件的差异,以便能够决定大规模生产的方向。

有趣的是,没有达成共识。在光照条件下,多不饱和脂肪酸(包括omega-3脂肪酸)的含量较高。而形成鲜明对比的是,在黑暗条件下,β-葡聚糖的产量明显更高。至于代谢物,只发现了少数差异,这些差异都不会对营养素的生产产生影响。

尽管作者未能实现他们期望看到的理想条件,但有足够的信息表明可以继续进行大规模生产。在光照或黑暗条件下培养,可以分别最优地发展出更高含量的omega-3脂肪酸或β-葡聚糖。然后可以使用适当的提取工艺来生产足够数量的这些分子,从而具有成本效益。

尽管基于原生动物的补充剂的概念仍然局限于实验室,但过渡到大规模生产和零售可能并非遥不可及。由于这些生物自然地以爆发式生长,因此增加生产的过程可能相对顺利。一旦实现这一壮举,我们就可以以更低的价格提高omega-3和β-葡聚糖的含量。

 

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自青少年时期起,Jason Tetro就把实验室视为他的第二个家。他在微生物学和免疫学方面的经验使他涉足多个领域,包括血液传播、食品和水病原体;环境微生物学;消毒和防腐;以及SARS、禽流感和寨卡病毒等新兴病原体。他目前是圭尔夫大学的访问科学家。在公众中,Jason更广为人知的名字是“The Germ Guy”(细菌 guy),他经常在媒体上以其有时非传统的视角解读科学。Jason著有两本书:《The Germ Code》(2014年入围年度科学图书奖)和《The Germ Files》(曾连续几周登上全国畅销书榜)。他还合编了《The Human Microbiome Handbook》(人类微生物组手册),该书从学术角度探讨了微生物对人类健康的影响。他住在多伦多。

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