受宠万千的母乳低聚糖,居然可用烟草种出来?

说出来真是难以置信,母乳里的低聚糖(HMO)居然可以用烟草种出来!
当然,这里说的并不是你熟悉的吸了有害健康的烟草,而是在生物学研究中最常见的模式植物之一——本氏烟草。它的成熟植株长这样,看起来跟它的近——大家熟悉的烟草还是挺像的。
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本氏烟草跟拟南芥一样,是生物学家眼里的“植物界小白鼠”,被广泛用于各种研究,包括对它的基因敲除,也包括在它身上表达外来基因,让它成为能生产特定物质的“植物工厂”。
母乳低聚糖则是近些年在肠道健康领域最受关注的宠儿,它在人类的母乳中大概有200种,是支持婴儿健康和发育的关键碳水化合物,进入肠道以后会促进双歧杆菌等有益微生物的大量生长,发挥健康益处。
过去一些年,在美国、欧洲等国家和地区,已经有多种工业化生产的母乳低聚糖获批上市,在我国也有两种母乳低聚糖获批用于特定的儿童和婴幼儿食品。这些母乳低聚糖主要通过转入了相关合成基因的微生物来发酵生产。也有人在探索化学合成法的生产工艺,不过在效率、经济性等方面还比不过微生物发酵法。
其实,母乳低聚糖跟我们最熟悉的蔗糖一样,都是糖,都是碳水化合物,而蔗糖主要是从甘蔗和甜菜这两种植物中提取来的。
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既然可以把合成母乳低聚糖的基因转到微生物上,那么有没有可能把类似的基因转到植物里,让“植物工厂”通过光合作用生产母乳低聚糖呢?
美国加州大学伯克利分校的研究团队,就关注上了怎样在本氏烟草上表达母乳低聚糖,并获得初步成功。在实验室的瞬时过表达研究里,一种叫“乳糖-N-呋喃五糖I”的母乳低聚糖最高产量达到了1000多μg/g干重;
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也就是说,在不影响本氏烟草正常生长的情况下,这种糖的产量达到了最高6.88μg/g干重。而另一种母乳低聚糖,也是已经在中国获批局部使用的2'-岩藻糖基乳糖,最高产量则可以达到130.35μg/g干重。
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这些产量结果,当然跟现有工艺比相差好多,所以离商业化应用还比较遥远。
不过这个研究挺有意思,意义其实也挺大的,这份研究成果在2024年6月13日发表在Nature Food期刊。
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我们可以展望一下,或许在不远的将来,这项技术成熟了,能够种出高产母乳低聚糖的本氏烟草,除了可以把母乳低聚糖提取出来,说不准还可以改善一下我们的口味,采摘烟叶炒盘菜,既能享受绿叶蔬菜的丰富营养,又可额外补充母乳低聚糖,于不知不觉中促进肠道健康,听起来很美啊!
利益冲突声明
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