新研究发现昆虫蛋白质可减缓体重增加并改善健康状况

新研究发现昆虫蛋白质可减缓体重增加并改善健康状况新研究发现，在小鼠的高脂肪饮食中用黄粉虫代替传统蛋白质可为健康带来诸多益处，包括减少体重增加和改善胆固醇。虽然西方社会对食用昆虫还有些犹豫，但昆虫是一种环境可持续的蛋白质来源。除了增加膳食纤维，营养学家还建议在体重管理计划中多吃优质蛋白质。这项研究的主要作者凯利-斯旺森（KellySwanson）说："我们从早些时候对公鸡的研究中得知，黄粉虫是一种优质、易消化的蛋白质来源，而且在环境上具有可持续性。"斯旺森的研究小组给小鼠喂食高脂肪饮食（46%的热量来自脂肪）和酪蛋白（一种来自乳制品的蛋白质），喂食12周后，小鼠改吃替代蛋白质。另一组是对照组，在整个实验过程中食用含酪蛋白的瘦肉食物。到引入黄粉虫时，高脂饮食组已经肥胖并出现了代谢综合征，这是一种增加心脏病发作、中风、糖尿病和其他健康问题风险的疾病。凯利-斯旺森（KellySwanson）发现黄粉虫蛋白可以减缓肥胖小鼠的体重增加并改善血液代谢物。资料来源：L.BrianStauffer，伊利诺伊大学随后，小鼠开始食用两种类似于面粉的粉末状干黄粉虫，以替代饮食中50%或100%的酪蛋白。在食用实验饮食8周期间和之后，研究小组测量了体重、身体成分、血液代谢物以及肝脏和脂肪组织的基因表达。与摄入高脂肪膳食和酪蛋白的小鼠相比，黄粉虫蛋白并没有使肥胖小鼠的体重减轻，但它们的体重增加速度减慢了。其益处远不止于此。斯旺森说："这并不是体重减轻的情况；它们只是通过黄粉虫减缓了体重增加的速度。更重要的影响是改善了他们的血脂状况。他们的低密度脂蛋白（即所谓的'坏胆固醇'）下降了，而高密度脂蛋白（即'好胆固醇'）上升了。从基因表达的角度来看，炎症减少了，一些脂质和葡萄糖代谢基因发生了改变。并非一切都是积极的，但从新陈代谢的角度来看，他们的情况更好了。"其中一些益处可能与甲壳素有关，甲壳素是一种构成昆虫外骨骼的纤维材料。斯旺森说，虽然甲壳素的作用还没有得到很好的研究，但它似乎像纤维一样，能刺激肠道中有益微生物的活动。他正在撰写另一篇论文，研究黄粉虫对小鼠微生物群的影响。其他研究也评估了替代蛋白质对小鼠肥胖体重的控制作用，但大多数研究都使用了基因改变的小鼠，这种小鼠无论如何都会保持肥胖。斯旺森的研究小组有意使用"野生型"小鼠，这样它们就能像许多人类一样通过饮食增加体重。但人类准备好接受黄粉虫蛋白了吗？斯旺森说："对于西方社会的许多人来说，吃昆虫是不太正常的，但有些人几千年来一直依赖昆虫蛋白质。随着蛋白质短缺成为现实，昆虫餐或许还有用武之地。"不过，目前黄粉虫蛋白尚未获得美国食品和药物管理局的批准。对昆虫好奇的人可以试试蟋蟀粉，根据《食品、药品和化妆品法》，蟋蟀粉可以用于食品中。斯旺森说："你看不到腿或类似的东西，这看起来只是一种面粉，不会对食品的口味或其他特性产生负面影响。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385617.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385617.htm

微藻 - 未来的超级食品？

微藻-未来的超级食品？科学家们强调了水生植物的生态和营养效益，以及扩大生产的技术和财政困难。微藻是微小的水生生物，作为一种潜在的食物来源而获得关注。它们营养价值高，含有丰富的必需脂肪酸、维生素和矿物质。加州大学圣地亚哥分校（UCSD）的科学家们认为，由于海藻的蛋白质和营养物质含量高，它可以成为一种新型的超级食品。他们在最近发表在《营养学前沿》杂志上的一篇论文中提出了他们的论点，该论文回顾了目前关于微藻类的科学知识--微藻类是水生环境中发现的数千种微小藻类和其他光合生物的总称。该评论强调了目前商业化开发和种植微藻的技术，以及扩大生产规模所面临的科学和经济挑战。虽然长期以来由于其高脂质或脂肪含量而被研究为生物燃料的来源，但水藻也因其作为更有效的食物来源的潜力而吸引了研究人员的兴趣。"我们中的许多人多年来都知道海藻作为食物的潜力，并一直致力于将其作为食物来源，但现在，随着气候变化、森林砍伐和80亿人口，大多数人都意识到，世界根本必须提高蛋白质生产的效率，"共同作者、加州大学旧金山分校生物学教授和加州海藻生物技术中心主任斯蒂芬-梅菲尔德博士说。例如，Mayfield和他的团队在本文中引用的一项2014年的研究发现，在使用相同数量的土地的情况下，海藻每年可以生产比玉米多167倍的有用生物质。其他模型预测，如果在目前未用于传统作物的可用土地上种植，现有的藻类品系有可能取代欧洲25%的蛋白质消费和50%的植物油消费总量。"最大的优势是每英亩的蛋白质产量，"Mayfield指出。"海藻只是让目前的黄金标准大豆相形见绌，每英亩产量至少增加10倍，也许20倍"。此外，一些藻类品种可以在咸水或海水中生长--至少在一个案例中，还可以在乳品经营的废水中生长，这意味着原本要被消耗掉的淡水可以保留给其他需求。在营养方面，许多藻类物种富含维生素、矿物质，特别是人类饮食中必需的宏量营养素，如氨基酸和欧米茄-3脂肪酸。挑战仍然存在，首先要找到或开发能满足所有条件的藻类菌株：高生物量产量、高蛋白质含量、全面的营养状况，以及在土地使用、水需求和营养投入方面最有效的生长条件。在论文中，UCSD的作者描述了可用于生产商业上可行的藻类产品的最理想性状的各种科学工具。例如，以前发表的一个实验描述了通过有针对性的基因突变来增强虾青素，这是一种抗氧化色素，已被证明具有各种健康益处。另一个诱变实验能够增加不同藻类菌株的生物量产量和蛋白质含量，特别是在简单、低成本的甜高粱汁中生长时。梅菲尔德说，最可能的方法是将传统育种与分子工程相结合，以商业方式开发出一种优良的藻类作物。他说："这是现代作物的开发方式，所以这也是藻类的开发方式。它们都是植物--一种是陆生的，一种是水生的。"营养和产量并不是唯一的考虑因素。可能需要对颜色、味道进行一些调整，并减少那种特有的鱼腥味，以改变一些消费者。其他实验已经证明有能力改变这些感官特征，同时提高新品系海藻中的蛋白质含量。梅菲尔德补充说，事实上，商业开发的最大挑战不一定是科学、技术或美学。它是在全球范围内扩大生产的能力。他说："你不可能知道达到世界规模的所有挑战，直到你做到这一点，但是世界已经做到了[与]智能手机、计算机、光伏板和电动汽车--所有这些都有挑战，我们克服了它们，将这些'新'技术推向世界规模，所以我们知道我们可以用藻类做到这一点。"随着人类人口的膨胀，将资源和系统推到了崩溃的边缘，对替代食品系统的需求从未如此迫切。避免一个真正暗淡的未来的唯一方法是现在开始过渡到一个更可持续的未来，而作为食物的海藻是我们需要进行的过渡之一。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348375.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348375.htm

昆虫身上的蛋白质纳米小球激发了研发紫外线防护罩和隐形装置的灵感

昆虫身上的蛋白质纳米小球激发了研发紫外线防护罩和隐形装置的灵感叶蝉是一种常见的昆虫，经常出现在花园或农场中，被认为是农作物的害虫。它们在大多数方面都很不起眼，除了一个从未在其他昆虫身上发现过的独特特征--叶蝉身上会产生极其复杂的纳米颗粒，这种颗粒被称为"brochosomes"（球状蛋白质组织），看起来就像一个个小足球。这些中空的球体大约只有一个细菌的一半大小，充满了微小的孔隙，而且在世界上不同地区生活的不同大小的物种之间竟然是一致的。"这让我们提出了一个问题，"该研究的主要作者黄德成说。"为什么会有这种一致性？拥有约600纳米、约200纳米孔隙的球状蛋白质组织的秘密是什么？这是否有什么作用？"叶蝉产生的复杂纳米颗粒--球状蛋白质组织的显微镜图像LinWang和Tak-SingWong/宾夕法尼亚州立大学/知识共享叶蝉会分泌出这些球状蛋白质组织，然后将整个身体包裹在其中，这似乎有一些好处。首先，研究人员发现这些颗粒具有超疏水性，可以保护叶蝉免受水和自身超粘的尿液的侵害。此外，它们似乎还能对光线产生奇特的作用，因此，宾夕法尼亚州立大学的研究人员开始在实验室里制造自己的"小肉球"，并对其进行测试。制作如此微小的物体非常棘手，因此研究小组制作了更大比例的模型--当然"更大"是相对而言的，因为它们仍然只有2万纳米宽。然后，他们用不同波长的红外光照射它们，观察红外光与球状蛋白质组织的相互作用，他们发现这些微粒几乎能阻挡所有的光反射，这表明它们的主要作用是为昆虫隐身，以躲避捕食者。这项研究的第一作者王林说："人们一直不清楚为什么叶蝉会产生结构如此复杂的颗粒。我们在实验室中利用高科技3D打印方法成功地制造出了这些蛋白质组织。我们发现，这些实验室制造的粒子可以减少高达94%的光反射。这是一个重大发现，因为这是我们第一次看到大自然做这样的事情，用空心颗粒以如此特殊的方式控制光线。"研究小组说，虽然他们的比例模型是用红外线进行测试的，但球状蛋白质组织的大小适合用紫外线做同样的事情。这可能是它们达到目的的关键--鸟类和爬行动物用紫外线捕食，所以叶蝉可能会扰乱这些信号，以保护自己的皮毛。这一发现不仅能让我们了解昆虫的聪明才智，还能帮助我们了解一系列新技术。研究小组认为，它可以改善收集太阳能的表面，制造散射紫外线的涂层，保护物体和我们的皮肤免受阳光的伤害。"这一发现可能对技术创新非常有用，"王说。"有了调节表面光反射的新策略，我们也许就能隐藏人类或机器的热信号。也许有一天，人们可以根据叶蝉使用的技巧开发出一种热隐形斗篷。我们的工作表明，了解自然可以帮助我们开发现代技术。"这项研究发表在《美国科学院院刊》（PNAS）上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424233.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424233.htm

日本科学家在鱼缸里发现微藻新品种

日本科学家在鱼缸里发现微藻新品种如果你曾经遇到过海藻，在溪流中的植被中航行，或者清理过浑浊的绿色水族箱，你就会对藻类感到熟悉。这些多样化的水生生物，有不同的形状、颜色和大小，依靠水、光和营养物质生长。微藻，一种超小的、肉眼看不见的藻类，在地球的生态系统中发挥着关键作用，因为它们是所有水生食物链的基础。它们因其捕获二氧化碳的能力、作为生物燃料、作为蛋白质的替代来源等而引起研究人员和企业的特别关注。有数以万计的微藻类型，它们继续在意想不到的地方茁壮成长。Medakamohakoo的显微荧光图像显示了该藻类细胞中的叶绿体（红色）、细胞核（绿色）和细胞质（蓝色）。白色刻度条表示500纳米（0.0005毫米）。资料来源：2023年黑岩恒吉（TsuneyoshiKuroiwa）。"我们非常惊讶于在一个普通的家庭水族箱中就发现了一种新的微藻物种，"来自前沿科学研究生院的SachihiroMatsunaga教授说。"从水中提取藻类并逐一进行培养。藻类的DNA被荧光染色并进行显微镜观察，以找到每个细胞中DNA含量最少的那个。然后我们对该藻类的DNA进行测序，并与其他藻类的DNA进行比较。结果与以前报道的任何藻类的DNA都不匹配，表明这是一个新物种，我们将其命名为Medakamohakoo（M.hakoo）。"微藻由相对较少的基因组成，这种不复杂的形式使它们对试图确定不同基因发挥什么作用以及如何使用这些基因的研究人员很有用。在数以万计的已知微藻中，许多仍未被描述。由于这项最新的研究，我们现在知道，这不仅是一个新的物种，而且它还具有所有淡水藻类中最小的已知基因组，以及其他有用的品质。"M.hakoo只包含一个线粒体（用于产生能量）和一个叶绿体（包含叶绿素并通过光合作用创造食物），而正常植物细胞包含多个线粒体和叶绿体。这表明它是一种细胞结构极其简单的绿藻，"松永解释说。"从我们的研究中，我们还推测它有一个前所未有的DNA结构和一个新的基因调节系统。它的细胞周期也与昼夜周期强烈同步，这是有效、稳定的生物生产的关键。由于这些固有的品质和极小的体积，M.hakoo可以有效地以高细胞密度进行培养，使其有可能以低成本大规模生产高功能食品、化妆品和生物燃料等物质。"研究人员计划继续探索M.hakoo的潜在应用，无论是在实验室还是在更广泛的世界。"水生绿藻是今天陆地植物的起源生物。Matsunaga说："由于这项研究，我们可以更好地了解一个生物体在不同环境中进化和茁壮成长所需的最低数量的基因，我们将继续对此进行研究。在未来，我希望找到合作的方式，并从M.hakoo的大规模栽培中创造出有用的物质"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347589.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1347589.htm

“再见”基因：果蝇在细胞凋亡过程中使用的蛋白质与哺乳动物类似

“再见”基因：果蝇在细胞凋亡过程中使用的蛋白质与哺乳动物类似RIKEN遗传学家在果蝇中发现了一种许多教科书上说不存在的蛋白质。这种蛋白质检测细胞中的压力，并在它们承受过度压力时让它们走上自我毁灭的道路。我们体内受损的细胞通过启动称为细胞凋亡的程序性细胞死亡的自杀过程来自我消除。这个过程对我们的健康和确保细胞不会癌变至关重要。这一过程背后的分子级联反应非常复杂，但它是由属于BH3-only蛋白质家族的一种蛋白质触发的。这些蛋白质感知细胞中的压力，并且存在于包括哺乳动物和线虫在内的许多动物中。然而，在过去的二十年里，在实验室中以果蝇为代表的所有昆虫都被认为缺乏BH3-only蛋白。相反，他们被认为依赖于不同的细胞死亡程序。但是现在，RIKEN生物系统动力学研究中心的SaKanYoo及其同事有一个惊人的发现，他们发现果蝇确实含有一种仅含有BH3的蛋白质。他们以日语中的“告别”一词命名了为其编码的基因sayonara。SaKanYoo和YukoIkegawa。图片来源：2023RIKEN当该团队使sayonara基因在果蝇翅膀中表达时，他们观察到发生细胞凋亡，导致翅膀萎缩（图1）。根据Yoo的说法，该基因隐藏在众目睽睽之下。“我们没有做任何花哨的事情，仅仅是使用了人类BH3-only蛋白的基因序列，并核对了果蝇的基因组是否具有相似的序列——这是在果蝇中寻找与人类基因相对应的基因的一种非常常见的方法。”Yoo怀疑果蝇基因组的不完整测序可以解释为什么研究人员在20年前没有在果蝇中发现该基因。“当时基因组测序还不完整，所以科学家们可能无法找到该基因，过了一段时间他们就放弃了。”果蝇缺乏BH3-only蛋白随后被载入教科书。但对Yoo来说，这是一个有趣的挑战。“我认为检查它可能会很有趣，而仅仅几个小时后，我就发现了一些看起来很像BH3-only蛋白质的东西。”这一发现表明，果蝇，可能还有其他昆虫，在细胞凋亡方面和人类以及其它物种并没有太大不同。“这意味着果蝇并不例外或有点奇怪，”Yoo说。“相反，我们发现它们具有与人类和线虫相似的调节细胞凋亡的机制。”该团队现在正在探索BH3-only蛋白被激活后究竟会发生什么。他们还在研究其他昆虫是否含有BH3-only蛋白。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1365787.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1365787.htm

揭开细胞动力源的秘密：科学家们揭开了线粒体的蛋白质图谱

揭开细胞动力源的秘密：科学家们揭开了线粒体的蛋白质图谱线粒体是细胞的"动力室"，在生物体的能量生产中发挥着关键作用，并参与各种代谢和信号过程。来自波恩大学医院和弗莱堡大学的研究人员现在已经对线粒体内的蛋白质组织有了系统的了解。线粒体的蛋白质图谱为进一步探索这些细胞动力源的功能奠定了重要基础，并对疾病的理解产生了影响。这项新研究最近发表在著名的《自然》杂志上。线粒体是细胞的重要组成部分，被一层双膜所包围，将它们与细胞的其他部分分开。它们产生维持这些活动所需的大部分能量。除了能量生产，线粒体在新陈代谢和信号传递中发挥着关键作用，作为炎症过程和程序性细胞死亡的表面。从线粒体进入门移除被捕蛋白质的质量控制机制的模型。资料来源：Schulte等人，2023年《自然》杂志线粒体的缺陷导致了许多疾病，尤其是神经系统的疾病。因此，对线粒体过程的分子理解对基础医学研究具有最重要的意义。细胞中的分子工作者通常是蛋白质。线粒体可以包含大约1000个或更多不同的蛋白质。为了执行功能，这些分子中的几个经常一起工作，形成一个蛋白质机器，也称为蛋白质复合物。蛋白质还在分子过程的执行和调节中相互作用。然而，人们对线粒体蛋白质在这种复合体中的组织结构知之甚少。英国广播公司的托马斯-贝克尔教授和法比安-登-布拉夫博士的研究小组与弗莱堡大学的贝恩德-法克勒教授、乌韦-舒尔特博士和尼古拉斯-普凡纳教授的研究小组一起，创建了一个蛋白质复合物中蛋白质组织的高分辨率图像，称为MitCOM。这涉及一种被称为复合体分析的特殊方法，以前所未有的分辨率记录单个蛋白质的指纹。MitCOM揭示了来自面包酵母的90%以上的线粒体蛋白在蛋白质复合物中的组织。这使得新的蛋白质-蛋白质相互作用和蛋白质复合体的鉴定成为可能--这对进一步的研究非常重要。UKB的研究人员与合作研究中心1218"线粒体对细胞功能的调节"项目合作，展示了这一数据集如何被用来阐明新的过程。线粒体从细胞的液体部分（称为细胞膜）输入99%的蛋白质。在这个过程中，一种被称为TOM复合体的机制使这些蛋白质通过膜被吸收到线粒体中。然而，当蛋白质在运输过程中被卡住时，它们是如何从TOM复合体中移除的，这一点在很大程度上还不清楚。为了阐明这一点，Becker教授和denBrave博士领导的团队使用了MitCOM数据集的信息。结果表明，非输入的蛋白质被专门标记为细胞降解。博士生ArushiGupta的研究进一步揭示了这些被标记的蛋白质随后被定向降解的途径。了解这些过程很重要，因为蛋白质输入的缺陷可能导致细胞损伤和神经系统疾病。"我们研究中的例子证明了MitCOM数据集在阐明新机制和途径方面的巨大潜力。因此，这个蛋白质地图代表了进一步研究的重要信息来源，它将帮助我们了解细胞动力源的功能和起源，"UKB生物化学和分子生物学研究所所长贝克尔教授说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348957.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348957.htm