抗维生素A缺乏症的新武器:酸奶

2017年6月5日更新
干酪乳杆菌。 (照片:AJ Cann / Flickr)。

什么 do bacteria, 酸奶 和维生素A有共同点吗?对于我们大多数人而言,并不是那么多。不过,对于克里斯托弗·约翰逊(Christopher Johnson)而言,这种不太明显的联系很可能是防止印度每年30万儿童死亡的关键。

约翰逊(Johnson)在威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)攻读微生物学本科学位时,去年受到了启发。在将基因插入大肠杆菌细菌以使其产生一种喷气燃料的同时,这是合成生物学学生竞赛的一部分(又名 基因工程)-他的思想开始泛滥成灾。约翰逊说:“我开始考虑我们作为科学家所拥有的惊人力量……我们可以对诸如计算机之类的生物进行编程,以生产几乎任何东西。”

克里斯托弗·约翰逊(Christopher Johnson),细菌

几次偶然的休息之后,约翰逊(Johnson)现在是威斯康星大学麦迪逊分校细菌学的一年级研究生,他正在努力消除发展中国家维生素A缺乏这一棘手的问题。 (约翰逊与詹姆斯·斯蒂尔博士合影。)

对于一个多动症的23岁和不那么出色的学术记录的人来说,这还不错。他说:“我在结构化的教室环境中不是很好,” “我一直想出去做一些很酷的事情,因为要做很多很酷的事情。”

细菌盟友

约翰逊(Johnson)的好奇心很快就落到了诱使微生物产生可以在食物中消耗的维生素并有助于预防疾病的想法上。发酵食品是显而易见的选择,因为它们已经包含有益细菌,而维生素A成为首选,因为许多细菌物种通过一些容易的基因调整就可以轻松地生产它。

热情的家庭啤酒酿造商约翰逊(Johnson)短暂地品尝了丰富的啤酒(它使用酵母发酵而不是细菌发酵),但最终选择了具有更广泛年龄和文化吸引力的产品:酸奶。另一个好处:酸奶中含有干酪乳杆菌,这是一种众所周知的益生菌,比酵母更容易加工。另外,它可以很容易地进行修饰以产生β-胡萝卜素,人体会以所需的量将其转化为可用的维生素A,因此不会出现用药过量的风险。

接下来,约翰逊选择了印度,因为酸奶是主食,由于缺乏可负担的水果和蔬菜,儿童和孕妇受维生素A缺乏的影响尤其严重。维生素A对眼睛健康,胎儿的正常发育以及增强免疫系统抵抗感染至关重要。

干酪乳杆菌酸奶

出于巧合,约翰逊还召集了三位具有适当专业知识的教授:Sherry Tanumihardjo博士,维生素A代谢专家,在印度广泛工作;化学和生物工程学教授Brian Pfleger博士,在细菌类胡萝卜素(包括β-胡萝卜素的彩色植物化合物)的细菌生物合成方面具有丰富经验;食品科学家詹姆斯·斯蒂尔博士(James Steele),专门研究含有干酪乳杆菌的乳制品发酵。斯蒂尔现在也是该项目的首席研究员。

一切就绪后,约翰逊从一个名为 拯救生命,这是与 美国国际开发署(USAID), 账单&梅琳达·盖茨基金会,挪威政府,加拿大挑战赛和英国'的国际发展部(DFID)。令约翰逊惊讶的是,他获得了17.5万美元的奖金,Drsti项目诞生了(drsti意味着印地语中的景象)。

约翰逊说:“我仍然有些震惊。” “没有最好的本科成绩,我认为我主动做到这一点的事实也可能使我进入了研究生院。”

不是您的普通Frankenfoods

在接下来的两年中,约翰逊将开发一种冻干的β-胡萝卜素生产菌,该菌看起来像粉末状,并打包分发给印度妇女,这些妇女为家庭和其他小规模酸奶生产商生产酸奶。约翰逊说:“这个主意是将细菌引入当地的发酵剂文化中。”酸奶是通过在前一批中添加一小部分含有本地细菌菌株(一种发酵剂)到新的牛奶中制成的。他说:“此后,我们的细菌将保留在所有发酵剂中,不断生产生物强化酸奶,而生产方法没有改变。”

如果听起来像GMO酸奶,从技术上讲,是这样。但正如约翰逊所指出的那样,人类食用酸奶,干酪乳杆菌和含有相同β-胡萝卜素基因的植物已有数千年的历史了。即使基因跳到其他物种(自然发生在自然界中也不可避免),这些物种也只会开始产生β-胡萝卜素或根本不产生。 “我不担心,”约翰逊说。 “我们在基因工程方面犯了错误,但是我们通过改变细菌来为我们做化学反应的力量也可以产生很多东西,包括更好的食物。”

约翰逊最终希望扩大规模。可以使用相同的方法来强化世界各地的其他发酵食品,例如奶酪,开菲尔和发酵山药(非洲的主要食品,其中维生素A缺乏症也很普遍)。约翰逊说:“我想成立一​​个非政府组织或与之合作,以使发展中国家的人们能够将这项技术转化为业务。” “那里有很多聪明人,有时他们所需要的只是工具。”

图片来源:

克里斯托弗·约翰逊(Christopher Johnson)和詹姆斯·斯蒂尔(James Steele):Busra Aktas

酸奶: 本昌/快门