维多利亚大学:以科学为主导的牛温室气体排放解决方案

从你的饮食中消除牛肉并不是对抗养牛业温室气体排放的唯一方法。肠道微生物群(生活在我们消化道中的微小微生物)的新发现可能会导致以海藻为基础的牛饲料,从而减少奶牛的甲烷排放。

维多利亚大学生物化学家 Alisdair Boraston 正在带领一个加拿大专家团队研究肠道微生物群如何通过消化膳食纤维的能力影响人类健康。他们最近发表在《自然化学生物学》上的研究结果为理解藻类(海藻)纤维的解构和深入了解针对稀有营养物质的肠道微生物群之间的关系提供了一个框架。

人体无法从大多数膳食纤维中吸收任何营养价值。我们的肠道微生物群代谢它,然后为我们提供营养。这些微生物群对我们的健康有广泛的影响,从结肠功能到控制免疫功能,甚至通过肠脑轴的行为。所有的脊椎动物都是如此,比如牛或鱼。

对肠道微生物群的研究取得了前所未有的进展。膳食纤维代谢的潜在机制有一些独特的谜团,直到现在仍未被探索。

“通过我们的发现,我们扩大了对肠道微生物群代谢多样性的了解,以及独特的饮食成分(有时被称为‘特权营养素’)如何支持微生物群的特定组成,”Boraston 说。

特权营养素仅支持少数微生物群成员的维持,有时只有一两个成员,使它们成为研究微生物群进化和组成的理想候选者。

维多利亚大学生物化学家 Alisdair Boraston 正在带领一个加拿大专家团队研究肠道微生物群如何通过消化膳食纤维的能力影响人类健康。

Boraston的团队研究了人类微生物群的两个成员——卟啉分解拟杆菌和琼脂分解拟杆菌——如何代谢类似于海藻成分的藻类纤维。这种纤维称为天然卟啉,是两种复杂碳水化合物的混合物,称为卟啉和琼脂糖。

该团队发现了一种酶促外循环,该循环使用基石硫酸酯酶分解卟啉。这个循环与由一组物理连接的基因编码的酶机制一起工作,这些基因协调天然卟啉的完全分解。

尽管两种微生物都具有相同的代谢天然卟啉的能力,但代谢机制的细微差异决定了细菌是否对纤维的卟啉或琼脂糖部分有反应。根据不同天然卟啉类型的相对组成,一种细菌或另一种细菌在纤维上茁壮成长,或者两者都可以以竞争的方式生存。

通过了解和利用这些独特的代谢能力,我们可以设计微生物群以进行治疗或在动物饲料中利用这些独特的富含纤维的材料。

— UVic 生物化学家 Alisdair Boraston

共同作者、加拿大农业和农业食品部的研究科学家 Wade Abbott 已经在这项研究的基础上开展了这项研究,他研究了以海洋植物和藻类为食的奶牛的微生物群,以及有意喂食海藻的牛群。

像这样以科学为主导的解决方案将在加拿大的减排工作中发挥关键作用。

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