科学家发现生产更美味、更健康薯片的关键所在

科学家发现生产更美味、更健康薯片的关键所在 密歇根州立大学教授蒋继明(Jiming Jiang)和大卫-杜奇(David Douches)领导的科学家团队发现了冷藏马铃薯变黑和潜在健康问题背后的关键机制,可以降低冷藏块茎在油炸过程中产生的致癌物质水平,为休闲食品行业带来了突破性进展。他们的研究结果发表在《植物细胞》(The Plant Cell)杂志上,为开发可在低温条件下储存的马铃薯品种、生产更健康、更美味的薯片和薯条带来了希望。这些零食在美国拥有价值数十亿美元的市场。在密歇根州全美薯片用马铃薯的主要生产地马铃薯产业的年产值达 2.4 亿美元。密歇根州立大学研究人员David Douches(左)和Jiming Jiang(右)在密歇根州立大学农艺农场温室中与马铃薯植株一起工作。图片来源:Paul Henderson/密歇根州立大学但农民不可能一年四季都种植马铃薯,零食生产商需要不断供应新鲜马铃薯来满足他们的需求。在冷库中保存马铃薯可确保薯片和油炸食品生产商获得所需的马铃薯,但低温也会引发一种称为冷诱导增甜(CIS)的过程,使淀粉转化为糖分。加工含糖块茎会导致薯条和薯片变黑。它还会产生丙烯酰胺,这是一种在高温加工过程中形成的致癌化合物,与包括癌症风险增加在内的健康问题有关。虽然有一些技术可以减少冷藏块茎中的糖分,但这些技术不仅增加了成本,还会影响最终产品的风味。因此,Jiang 和他的同事从问题的根源入手,努力使马铃薯从一开始就不受 CIS 的影响。"我们已经确定了负责 CIS 的特定基因,更重要的是,我们已经发现了在低温条件下开启 CIS 的调控元件,"密苏里大学植物生物学和园艺学系研究基金会教授 Jiang 解释说。"通过研究这种基因是如何开启和关闭的,我们就有可能开发出天然抗 CIS 的马铃薯,从而不会产生有毒化合物"。通过关闭马铃薯空泡转化酶基因(VInv),密歇根州立大学的研究人员证明,在低温下油炸储存的马铃薯可以制成更健康、更诱人的薯片。图片来源:改编自Bhaskar, P.B., et al. Plant Physiology, 2010, 154 (2), 939-948,的合作研究环境和设施,包括由 Dave Douches 领导的世界一流的马铃薯育种项目,对这项研究至关重要,下一步,研究人员将利用这些知识,在Douches博士的温室中通过基因编辑或其他育种技术培育出抗CIS的马铃薯品系。研究人员正在密歇根州立大学的农艺农场温室里种植更健康、更适合当零食的马铃薯。图片来源:Paul Henderson/密歇根州立大学作为 MSU 马铃薯育种和遗传项目的负责人,Douches 将 Jiang 开发的一种通过基因编辑阻止 CIS 的技术付诸实践。"我们的所有设施都在校园内,因此研究工作可以高效地完成,"Douches说。"通过我们的合作,我们能够得出一项发现,为创造抗寒马铃薯品种的有针对性的基因改造方法铺平了道路"。这项研究的潜在益处不仅仅在于提高休闲食品的质量。减少马铃薯中丙烯酰胺的形成可能会对其他加工淀粉食品产生影响。此外,耐寒马铃薯还能为储存和运输提供更大的灵活性,从而减少食物浪费,降低成本。抗 CIS 的新型马铃薯在不久的将来就能投入商业使用。"这一发现标志着我们对马铃薯发育及其对食品质量和健康影响的认识取得了重大进展,"Jiang说。"它有可能影响到全世界的每一袋薯片"。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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科学家发现普通细菌的嗜血行为

科学家发现普通细菌的嗜血行为 这一研究成果发表在《eLife》杂志上,为了解血流感染的发生过程和潜在治疗方法提供了新的视角。华盛顿州立大学研究员阿登-贝林克(Arden Baylink)拿着一个装有沙门氏菌的培养皿。贝林克和博士生西耶娜-格伦(Siena Glenn)发表的研究表明,世界上一些最致命的细菌会寻找并吃掉血清(人体血液的液体部分),血清中含有细菌可以用作食物的营养物质。图片来源:华盛顿州立大学兽医学院 Ted S. Warren细菌研究与实验"感染血液的细菌可能是致命的,"该研究的通讯作者、西悉尼大学兽医学院教授阿登-贝林克(Arden Baylink)说。"我们了解到,一些最常引起血液感染的细菌实际上能感知人体血液中的一种化学物质,并向它游去"。贝林克和这项研究的第一作者、西悉尼大学博士生西耶娜-格伦发现,至少有三种细菌,即肠炎沙门氏菌、大肠埃希氏菌和柯氏柠檬杆菌会被人体血清吸引。这些细菌是导致炎症性肠病(IBD)患者(约占总人口的 1%)死亡的主要原因。这些患者通常会有肠道出血,这可能是细菌进入血液的入口。华盛顿州立大学博士生西耶娜-格伦(Siena Glenn)使用高倍显微镜。格伦与助理教授阿登-贝林克(Arden Baylink)及其同事合作发表的研究表明,世界上一些最致命的细菌会寻找并吃掉人体血液中的液体部分血清。图片来源:华盛顿州立大学兽医学院 Ted S. Warren研究人员利用贝林克公司设计的一种名为"化学感知注射钻机测定法"的高倍显微镜系统,通过注射微量人体血清模拟肠道出血,观察细菌向出血源移动的过程。这种反应非常迅速致病细菌只需不到一分钟的时间就能找到血清。新疗法的潜力作为研究的一部分,研究人员确定沙门氏菌有一种名为 Tsr 的特殊蛋白质受体,能让细菌感知并游向血清。利用一种叫做蛋白质晶体学的技术,他们能够看到这种蛋白质与丝氨酸相互作用的原子。科学家们认为,丝氨酸是细菌能够感知并消耗的血液中的化学物质之一。格伦说:"通过了解这些细菌是如何检测血液来源的,我们将来可以开发出阻断这种能力的新药。这些药物可以改善高血液感染风险的 IBD 患者的生活和健康状况。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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科学家发现微塑料的最新健康风险:能穿透皮肤屏障 新的研究表明,为阻燃而添加到塑料材料中的有毒化学物质可通过皮肤接触微塑料进入人体。这项研究首次提供了实验证据,证明微塑料中作为添加剂的化学物质会渗入人体汗液,然后通过皮肤被吸收,进入血液。许多用作阻燃剂和增塑剂的化学物质已被禁用,因为有证据表明它们会对健康造成不良影响,包括损害肝脏或神经系统、致癌和危及生殖健康。但是,这些化学物质仍然存在于环境中的旧电子产品、家具、地毯和建筑材料中。虽然人们对微塑料造成的危害还不完全了解,但人们越来越关注微塑料作为人类接触有毒化学物质的渠道所发挥的作用。研究小组在去年发表的一项研究中证明,微塑料中的化学物质会渗入人体汗液中。现在的研究表明,这些化学物质也能从汗液中穿过皮肤屏障被人体吸收。在实验中,研究小组使用创新的3D人体皮肤模型来替代实验动物和切除的人体组织。这些模型在 24 小时内暴露于两种常见形式的微塑料中,这些微塑料含有多溴联苯醚(PBDEs),这是一种常用于阻燃塑料的化学物质。发表在《国际环境》上的研究结果表明,皮肤可吸收多达 8%的化学物质,水份较多或"出汗较多"的皮肤吸收的化学物质水平较高。这项研究首次提供了实验证据,说明这一过程是如何改变体内有毒化学物质水平的。现就职于布鲁内尔大学的 Ovokeroye Abafe 博士在伯明翰大学就读期间开展了这项研究。他说"微塑料在环境中无处不在,但我们对它们可能造成的健康问题仍然知之甚少。我们的研究表明,它们是有害化学物质的'载体',可以通过皮肤进入我们的血液。这些化学物质具有持久性,因此,如果持续或经常接触它们,就会逐渐积累到开始造成危害的程度"。伯明翰大学环境科学副教授、该项目的主要研究者穆罕默德-阿卜杜拉博士说:"这些研究结果为监管机构和政策制定者提供了重要的证据,有助于完善有关微塑料的立法,保护公众健康免受有害接触的危害。"该论文的共同作者Stuart Harrad教授补充说:"这项研究为我们了解接触微塑料对人体健康造成的风险迈出了重要一步。在我们研究成果的基础上,还需要开展更多的研究,以充分了解人类接触微塑料的不同途径,以及如何降低接触微塑料的风险。"在未来的研究中,研究小组计划调查微塑料可能导致有毒化学物质进入人体的其他途径,包括吸入和摄入。这项工作由欧盟"地平线2020"研究与创新计划的玛丽-居里研究奖学金资助。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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科学家解开酒精消费的基因密码 这项研究最近发表在《柳叶刀电子生物医学》(Lancet eBioMedicine)杂志上。该研究的通讯作者、加州大学圣地亚哥分校医学院精神病学系副教授桑德拉-桑切斯-罗伊奇(Sandra Sanchez-Roige)博士解释说,该研究利用基因数据将个体大致分为欧洲人、拉丁美洲人和非洲裔美国人。共同作者、精神病学系教授兼基础研究副主任亚伯拉罕-A-帕尔默(Abraham A. Palmer)博士指出,这种分类"是避免统计遗传学中一种叫做人口分层的陷阱所必需的"。研究人员分析了来自 300 万 23andMe 研究参与者的遗传数据,重点研究了被称为单核苷酸多态性或 SNP 的三个特定 DNA 小片段。桑切斯-罗伊奇(Sanchez-Roige)解释说,这些特定 SNP 的变体或等位基因对从过度饮酒到酒精使用障碍等各种酒精行为具有"保护"作用。加州大学圣地亚哥分校的合作者讨论了他们对 300 万个 23andMe 数据库的研究。该小组成员包括(从左顺时针方向)Abraham A. Palmer、Laura Vilar-Ribo、Renata B. Cupertino、Sandra Sanchez-Roige、Natasia Courchesne-Krak 和 Mariela V Jennings。资料来源:加州大学圣地亚哥分校健康科学部他们所考虑的其中一种酒精保护变体非常罕见:在研究中发现的三种等位基因中,最常见的变体出现在 2,619,939 名欧洲人队列中的 232 人、446,646 名拉丁美洲人队列中的 29 人和 146,776 名非洲裔美国人队列中的 7 人身上;其他变体则更为常见。这些变异会影响人体代谢乙醇酒精饮料中的致醉化学物质的方式。"SNP小等位基因变异的人能将乙醇迅速转化为乙醛。"桑切斯-罗伊奇说:"这会造成很多负面影响。她接着说,由此产生的恶心感会让酒精带来的任何愉悦感都黯然失色想想几乎马上就会出现的严重宿醉吧。"她说:"这些变体主要与一个人的饮酒量有关。它们还倾向于预防酒精使用障碍,因为这些变体主要与一个人可能饮酒的数量有关。"桑切斯-罗伊奇解释说,SNP变异对酒精消费的影响已经得到了很好的研究,但她的研究小组对23andMe数据集采取了一种"无假设"的方法,该数据集包含了数千种特征和行为的调查数据。研究人员希望找出这三个 SNP 变异是否会对酒精消费产生其他影响。桑切斯-罗伊奇和帕尔默指出,他们的研究小组与23andMe建立了长达10年的合作关系,重点研究了许多性状,尤其是与成瘾有关的性状。这项工作是通过 23andMe 研究计划开展学术合作的基础。他们对 23andMe 研究参与者同意提交的唾液样本中的 DNA 进行了数据挖掘分析,并对 23andMe 数据库中的健康和行为调查进行了回复,结果发现了一系列关联,但不一定与酒精有关。具有酒精保护等位基因的个体健康状况普遍较好,包括慢性疲劳较少,日常工作中需要的协助也较少。但论文指出,具有酒精保护等位基因的个体在某些方面的健康状况也较差:终生使用烟草较多、情绪化饮食较多、患巴塞杜氏病和甲状腺机能亢进症较多。具有酒精保护等位基因的个体还报告了完全出乎意料的差异,如更多的疟疾、更多的近视和几种癌症,尤其是更多的皮肤癌和肺癌,以及更多的先兆偏头痛。桑切斯-罗伊奇承认,他们的研究结果有一个先有鸡还是先有蛋的问题。举例来说: 心血管疾病只是已知与饮酒有关的一系列疾病中的一种。"那么,饮酒是否会导致这些疾病呢?"帕尔默补充道:"还是说,这些基因差异对疟疾和皮肤癌等疾病的影响与饮酒无关?"桑切斯-罗伊奇(Sanchez-Roige)说,只有当研究人员能够获得非常庞大的数据集时,才有可能进行这种广泛的、无假设的研究。许多数据集,包括研究中使用的数据集,在很大程度上依赖于具有欧洲血统的个体。她说:"在遗传研究中纳入不同祖先背景的个体非常重要,因为这样可以更全面地了解酗酒行为和其他疾病的遗传基础,所有这些都有助于更全面、更准确地了解人类健康。只对一组基因相似的个体(例如,具有共同欧洲血统的个体)进行研究,可能会加剧健康差异,因为这将有助于那些仅对该人群有利的发现。"她说,他们的研究为未来的研究打开了许多大门,追寻酒精保护等位基因和与饮酒无明显关系的疾病之间可能存在的联系。了解这些影响的潜在机制可能会对治疗和预防医学产生影响。编译自/scitechdaily ... PC版: 手机版:

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汪汪队立大功!科学家发现人犬通用“肥胖基因” 肥胖已成为全球性的健康挑战,其复杂的遗传机制尚未完全阐明。近日,一项发表于《科学》杂志的研究通过对拉布拉多犬进行全基因组关联分析(GWAS),成功识别出一个与人犬共同的肥胖相关关键基因DENND1B 。 研究表明,该基因的特定变异与犬类体脂增加显著相关,每个等位基因拷贝可导致体脂增加约7% 。进一步的跨物种研究证实,DENND1B 基因同样在人类肥胖中扮演重要角色,它通过调节黑皮质素4受体(MC4R)的信号传导与转运,参与能量平衡的精细调控过程 。 此项研究不仅揭示了犬类与人类肥胖的共同遗传基础,也突显了犬类作为研究复杂人类疾病模型的独特优势 。这一发现为深入理解肥胖的病理生理机制提供了新线索,并可能为未来开发针对人和犬的肥胖干预策略开辟新途径。 原来我和我家狗子一起月半,是有科学依据的!

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