科学快讯 美国《科学》杂志2018年11月16日

  特刊:饮食与健康

  在本期《科学》特刊“饮食与健康”中,有4篇综述探索了人们所吃的东西与健康间的关系,以及在这一领域中持续存在的各种争议。被探索的话题是:我们应该摄食多少脂肪?有关的建议曾经从一个极端转向另一个极端。

  在具有多种不同视角的营养科学家撰写的一篇综述文章中,David S. Ludwig和同事重点介绍了有关健康饮食中的油脂比例应该是多少的新的广泛共识,以及颇具重要性的哪些特殊油脂可能最为健康。

  Christopher Gentile和Tiffany Weir撰写的第二篇综述文章论及了一个有前途的新研究领域:饮食如何影响我们与肠道共生菌间的让渡性互动。在第三篇综述文章中,Andrea Di Francesco和同事概述了调整餐食规模和进食频度的作用。他们说,重要的并不只是进食了什么,还涉及何时进食,而且一段时间的禁食对健康大有裨益。

  在最后一篇综述文章中,Louise M. Burke 和John A. Hawley 剖析了优秀运动员为成绩优化所采取的营养策略。他们说,并不存在某种单一的优异“运动员饮食”。相反,不同的运动有着不同的训练方案及代谢需求,因此会在不同运动员间产生运动营养实践方面的多样化。本期特刊中一个贯穿始终的主题就是,在关于人们应该吃什么的问题上存在的分歧所反映的是缺乏扎实的人体科学研究;需要进行更多的、策划良好的研究来解决人类最佳饮食问题,以及最佳饮食如何因不同生命阶段及不同个人的活动而异。

  相关论文信息:DOI: 10.1126/science.aav9415

  用酵母菌酿制高价值化学物质

  据新的研究报告,一种新型的可基因编程的酵母菌株能从简单、可再生性碳来源生物制造高价值的化学物质;该酵母菌株的动力来自可采光的纳米颗粒。

  该半导体—微生物杂合体克服了生物无机系统的基本限制,为将来的生物混合体微生物设计奠定了基础;这些微生物可高效性地适用于更加复杂和功能性更强的生物制造过程。诸如细菌或真菌类微生物常被用于工业性生物制造,这主要是基于其通过基因微调代谢过程而具有的快速增殖及将碳源转变为各种不同其他类化学物质的能力。生物混合系统为生产高价值化学物质提供了一种颇具前景的方法;该系统将无机系统的采光能力与活细胞的生物合成能力结合在一起。现有的微生物混合系统是有限的,它们主要基于自养性细菌,后者在与更灵活的异养性微生物相比时,一般会局限于生成范围有限的简单化学产物。

  与自养性细菌不同(自养性细菌通过太阳等无机来源获取能量),异养性细菌需要以碳为基础的有机来源的“燃料”(如糖)来再生细胞的NADPH;NADPH是一种驱动代谢过程的辅酶。这一条件一直是研发有效细胞—工厂的一个持续存在的挑战。

  Junling Guo和同事介绍了一种高度模块化的基于发面酵母(S. cerevisiae,面包酵母)的生物无机混合平台。除了能发面和酿造啤酒,S. cerevisiae还是一个被广泛用于生物制造的酵母菌种。在本研究中,研究人员研制了一种基于改良的酵母菌株,它被覆了无机性的纳米颗粒半导体。该生物无机酵母系统可采集来自光的能量,而这些光是由光敏纳米颗粒吸收的,它被转移至活细胞并被用来再生生物合成反应所需的NADPH。

  相关论文信息:DOI: 10.1126/science.aat9777

  星系合并催生强力蒙尘类星体

  据新的成像分析,在早期宇宙中,星系合并为形成光亮有力的被星尘遮蔽的类星体提供了原材料。这一聚焦于已知最亮星系的分析还揭示了非常明亮的星系是如何同时给其中心的超级巨大黑洞提供原料并用星尘将其遮盖的。

  早期宇宙中最亮星系的中心有着超级巨大的黑洞。当星系材料掉落到这些年轻星系中心的黑洞时,它会释放能量并作为类星体而被观察到。天文学家先前发现了一群远方的被星尘遮蔽的强力类星体,但对它们是如何形成的一直不清楚。这些极为光亮的星体颇为罕见,它们对当前的星系形成及演化模型构成了挑战。

  Tanio Diaz Santos等人在此分析了这类遮蔽星尘类星体中的一颗,所用的是阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)望远镜。他们用ALMA在亚毫米波长观察到了被称作WISEJ224607.57-052635.0的遮蔽星尘的类星体。他们的分析(包括星尘辐射)揭示了与该类星体通过气体和星尘桥接的3个小型的伴星系。进一步的研究揭示了这些伴星系与光亮中央类星体间的动态互动。研究人员从他们的发现推断,驱动星系合并的邻近星系的吸积是一种催化机制。该机制不仅提供原材料为高度光亮类星体供能,还提供了大量的遮蔽类星体的星尘。

  相关论文信息:DOI: 10.1126/science.aap7605

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