国外资讯

■追踪土壤细菌的“吃碳”行动

近日发表于美国《国家科学院院刊》上的研究显示，通过技术创新，可以跟踪微生物并了解它们处理土壤碳的各种方式。这些发现增加了人们对细菌如何促进全球碳循环的认识。

在该项研究中，研究团队使用稳定同位素和高通量DNA 测序技术来识别不同种类的细菌，并追踪对应细菌随着时间推移的碳消耗量。微生物有不同的吸收碳策略，快速生长、进食和死亡的微生物以易于获取的碳为食。其它细菌则偏向于更难分解和吸收的碳。这些微生物生长和消耗材料的速度更慢，而且更专业、更高效。

这项新研究通过揭示微生物处理植物碳的不同策略，为土壤有机质的形成和损失提供了线索。在将来的工作中，该团队还将调查一些微生物是否喜欢不同的栖息地，如森林或农田，以及土壤pH 值对微生物群落的影响。

原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2021/11/211122135344.htm

（陶金亚）

■研究人员开发出不会融化或发霉的冰块

美国研究人员开发出一种新型的冷却块，不需要依赖冰或传统的冷却包，有望改变食物的冷藏和运输方式。这项应用可通过控制微生物污染，潜在地减少食品供应链中的用水量、食品浪费和环境污染。研究论文发表在美国化学学会期刊 《可持续化学与工程》上。

研究人员表示，这种新的冰块含有90%以上的水和其它成分，以保持和稳定结构。它们摸起来像明胶甜点一样柔软，并且会根据温度改变颜色。这些可重复使用的立方体可以设计或切割成所需的任何形状和尺寸，可以使用它冷却13 小时，然后收集，用水冲洗后放入冰箱再次冷冻以备下次使用。

研究人员注意到，鱼类加工厂使用的冰量巨大，融化的冰水中含有的微生物可能在产品之间传播，或流入排水沟形成交叉污染。他们还在保存午餐盒使用的塑料冰袋中发现了霉菌，而这些塑料冰袋也经常出现在运输包裹中。研究人员希望最终使用可回收的农业废弃物或副产品作为冷却剂材料。

这种“果冻冰块”可作为传统冰块的替代品，有望减少用水量和对环境的负面影响。它们温度稳定，能减少食品变质，对于需要冷藏物品的餐饮公司、航运企业和食品生产商来说，这将是理想的选择。

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

（陶金亚）

■饮食如何通过肠道微生物改变免疫系统功能

“人如其食”这句“陈词滥调”数百年来一直被用于说明饮食和健康之间的联系。现在，一个国际研究团队已经找到了这一概念的分子证据，证明了饮食是如何通过肠道微生物群最终影响免疫。

这项在小鼠身上进行的研究表明，动物摄入的食物会引发一种特定肠道微生物代谢副产物的释放，进而调节动物的肠道免疫力。

试验确定了一种微生物分子，其合成和释放受宿主饮食的影响。反过来，该分子能刺激自然杀伤（NK）T 细胞的细胞亚群的激活和信号传导，这些细胞参与免疫调节并与一系列炎症有关。

哈佛医学院布拉瓦尼克研究所免疫学教授、该研究资深作者卡斯帕表示，虽然科学家长期以来一直猜测饮食在健康免疫中起着重要作用，但这项新研究阐明了这种相互作用背后的精确分子级联反应。

卡斯帕说：“我们已经揭示了饮食是如何通过肠道中的微生物介质影响免疫系统的，这是饮食——微生物——免疫三元组发挥作用的一个非常典型的例子。这项研究真正意义上展示了一个合理的、全面的成果，解释了这种三者作用的方式和原因，以及饮食是如何最终影响免疫系统。”

研究人员表示，如果在大型动物并最终在人类身上得到证实，这些发现将为增强肠道和整体免疫力的小分子治疗设计提供理论支持。

“肠道常驻微生物产生的分子具有丰富的结构多样性。我们使用微生物和化学工具来阐明这些分子是如何被肠道细菌合成以及它们如何在宿主肠道中发挥作用，”该研究的第一作者、首席研究员Sungwhan Oh 说。

在一系列试验中，该团队确定了由小鼠肠道中膳食氨基酸代谢分解引发的免疫信号级联反应。这种多步骤的代谢途径始于含有支链氨基酸的动物性食物，因此命名为其分子链之一的树枝状结构。支链氨基酸随后被脆弱拟杆菌（一种肠道常驻微生物）吸收，并被一种特定的酶转化为也具有支链的糖脂分子。脆弱拟杆菌随后释放支链分子，这些分子被一类称为抗原呈递细胞的免疫信号细胞发现并拾取，进而通过上调炎症控制基因和免疫调节化学物质诱导NK T 细胞进行免疫调节反应。

值得注意的是，试验证明是链结构的分支引发了级联反应。该分子的直链结构没有产生相同的效果。此外，该团队发现脆弱拟杆菌改变了它代谢的糖脂分子的结构，使它们能够更好地与特定免疫细胞上的受体结合并启动信号级联反应，最终下调炎症。

该工作还表明，小鼠摄入的3 种不同支链氨基酸中的每一种都会使细菌脂质分子产生不同的结构变化，从而导致与免疫细胞的结合方式不同。

最后，研究人员用支链糖脂分子治疗患有溃疡性结肠炎的小鼠。发现接受支链分子治疗的动物比未治疗的动物好得多。它们不仅体重增加，而且当研究人员在显微镜下检查小鼠的肠道细胞时，观察到这些细胞的结肠炎症迹象也很轻。

总之，这些试验为先前观察到的由肠道微生物脆——弱拟杆菌产生的糖、脂类物质的抗炎作用提供了结构和分子解释。

“这项工作提供了一个跨学科研究的典型例子，旨在回答生物医学中的一个重要问题，即如何通过饮食和微生物群之间的相互作用来调节免疫系统，”Rossjohn 说。

2014年，Kasper 及其同事发表了一个研究报告，表明脆弱拟杆菌释放的一种糖脂分子对肠道具有抗炎作用，可以保护小鼠免受结肠炎的侵害，然而科学家们并不知道这些分子是如何被微生物制造的，也没有具有抗炎作用的糖脂特征结构。此研究回答了这个问题，揭示了这种特定生物体制造的糖脂分子是支链的，正是这种支链结构使它们能够以抑制这些细胞产生促炎信号的方式与免疫细胞结合。

“研究表明，脂质结构分支诱导了一种非同寻常的反应——抗炎反应，而不是促炎反应。”Kasper 说。这些发现为有朝一日可以用实验室制造的抑制炎症的微生物分子治疗由这些NK T 细胞介导的炎症疾病提供了希望。

卡斯帕说，NK T 细胞的确切功能（微生物分子激活控制小鼠结肠炎症的免疫细胞）尚不清楚。然而，因为这些细胞分布在人体胃肠道和肺中，也存在于肝脏和脾脏中，所以它们可能在免疫调节中发挥重要作用。先前的研究指出，这些细胞可能参与一系列炎症性疾病，包括溃疡性结肠炎，并可能在呼吸道炎症性疾病（如哮喘）中发挥作用。

“虽然我们永远无法从细菌中分离出足够的免疫调节分子用于治疗，但它的神奇之处在于我们现在可以在实验室中合成它们，”Kasper 说。“我们的想法是有一种药物可以调节结肠及其它部位的炎症。”

原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2021/11/211116175057.htm

（朱运恒）

■少肉饮食有很多好处

哪种饮食更好：是按照德国营养学会的建议，适度减少肉类消费，多吃水果、蔬菜和全麦产品？还是效仿德国南部邻国，多吃鱼和海鲜？ 或者完全转向纯素饮食？ 波恩大学（德国）的一项新研究表明，这些问题的答案并不像人们想象的那么明确——这取决于个人关注哪些指标。

欧盟每个公民每年要消耗950 公斤食品和饮料——一个相当大的数量，等同于一辆小型汽车的重量。在全球范围内，食物占人类温室气体排放量的四分之一。很大程度上是由于畜牧业造成的：动物只能将摄入的能量中一小部分转化为肉类。反刍动物还会产生甲烷，进一步加速全球变暖。

此外，我们吃的东西也会对我们的健康和动物保护产生影响。在比较饮食时，还应考虑这些方面因素。专家还将人类、动物和环境的最佳平衡状态概括为“一个健康”的观点。“然而将这种观点应用于营养研究上还是很少的，”波恩大学（德国）发展研究中心（ZEF）的朱莉安娜解释说。

实际的食物清单与3 种饮食方式的比较

帕里斯与同事进行了一项分析研究，旨在一定程度上填补这一研究空白。“为此，我们查看了北莱茵-威斯特法伦州人们的食物清单上有哪些产品，”她说道。“我们将此清单与3 种不同的饮食方式进行了比较：根据德国营养学会（DGE）的建议进行了调整，饮食方式向含有更多鱼类饮食方式、地中海饮食方式以及纯素饮食方式转变。”

研究中工作人员减小了清单与3 种饮食方式的差异。例如，在地中海版本中，增加了鱼类和海鲜、蔬菜和谷物产品的比例。此外，整体产品选择应包含与以前相似数量的相同营养素。这为研究人员提供了每个场景的食物清单，方便进一步分析。

为此，研究人员参考了各种数据库。通过数据能够估计每种饮食对某些环境的影响，如生产过程中产生的温室气体量或用水量。研究人员采用了类似的方法来评估每种饮食对环境与健康的影响，众所周知，红肉会增加某些癌症和心血管疾病的风险。研究人员使用几个指标评估了对动物保护的影响。其中包括有多少动物因食用食物而丧生，以及它们的饲养条件。

鱼代替牛排：对环境有益，对动物保护不利

从“一个健康”的角度来看，这3 种饮食中的任何一种都将是可持续的。然而，这也是以其它牺牲为代价的。纯素饮食在许多方面得分最高。然而，纯素食品的生产需要增加耗水量。另外，素食者需要单独服用某些营养素，例如维生素B12、维生素D 甚至是钙。

由于坚果和蔬菜的需求量增大，地中海饮食（虽然健康）也会导致对水的需求增加。此外，如果食用的肉类完全被鱼取代，它对动物保护也会产生很大的负面影响：由于鱼等海鲜个体上比牛或猪小得多，因此受害的动物要多得多。蜂蜜消费量增加，导致要对蜂群进行集中管理，也会产生负面影响。因此，从动物源中获取一定量的蛋白质是有益的。如今许多人饮食过剩，只有他们根据实际需求进行饮食，才可能会产生更多的积极影响。

根据研究结果来看，德国营养协会的建议饮食方案正朝着正确的方向发展。然而，就人体健康而言，其它2 种选择更好。总之，如果你不经常吃肉，而是在盘子里放全谷类、蔬菜和水果，你不仅在为自己做一些好事，也在为保护动物和环境做出一定的贡献。

原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2021/11/211130101449.htm

（朱运恒）