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嬰兒營養革命 植物可生產母乳關鍵營養

2024/06/25 13:05

植物科學新進展!母乳營養不再難求,未來基因改造植物可能成為未來嬰兒營養的重要來源。情境照。(圖取自freepik)

〔編譯陳成良/綜合報導〕據《每日科技網》(scitechdaily)24日報導,基因改造植物可能成為未來嬰兒營養的重要來源。加州大學的研究人員成功使植物生產人類母乳中的關鍵寡糖(human milk oligosaccharides,HMOs),這一創新有望降低配方奶粉的成本並提升其健康益處。

據報導,目前,約有75%的嬰兒在生命的前6個月內需要配方奶粉。然而,這些奶粉缺乏母乳中的約200種預防疾病和促進腸道健康的益生元寡糖(human milk oligosaccharides,HMOs),這使得現有的奶粉無法完全複製母乳的營養結構。這些寡糖難以合成,使得配方奶粉無法達到母乳的全面營養效果。

加州大學柏克萊分校(University of California, Berkeley)和戴維斯分校(University of California, Davis)的研究人員在這一領域取得了突破。他們透過基因改造植物,使其生產這些關鍵的人類母乳寡糖,這一創新可能會使配方奶粉更健康且更經濟實惠。這項研究近日發表在《自然食品》(Nature Food)期刊上,具有重要的意義。

研究的領導者Patrick Shih博士表示:「植物是非常出色的生物體,能夠利用陽光和二氧化碳來合成多種糖類。我們認為既然植物已經有這種糖代謝的能力,為什麼不試著讓它們生產人類母乳寡糖呢?」Shih博士是加州大學柏克萊分校植物與微生物生物學的助理教授暨創新基因組學研究所(Innovative Genomics Institute)研究員。

所有複雜糖類,包括人類母乳寡糖,都是由簡單糖(單醣)組成的,而人類母乳寡糖的特別之處在於其特定的連接方式。研究團隊的第一作者Collin Barnum博士透過基因工程技術修改了負責這些特定連接的酶,並將這些基因引入本氏煙草(Nicotiana benthamiana)植物,這些基因改造植物成功生產出11種已知的人類母乳寡糖。

Shih表示:「我們製造出了3大類人類母乳寡糖。據我所知,還沒有人在單一生物體中同時製造出這3類寡糖。」Barnum博士還開發了一種穩定的本氏煙草植物,能夠生產出一種名為LNFP1的人類母乳寡糖。

目前,少數人類母乳寡糖可以通過基因工程的大腸桿菌(E. coli)製造,但這一過程昂貴且複雜。研究團隊進行了成本估算,發現利用植物生產人類母乳寡糖的成本可能更低。這一發現可能為嬰兒配方奶粉行業帶來革命性變革。

Shih博士表示:「如果能夠在單一植物中生產出所有人類母乳寡糖,然後直接將其加入嬰兒配方奶粉中,這將是一個巨大的突破。儘管實施和商業化過程中會面臨許多挑戰,但這是我們努力的方向。」這一研究獲得了美國國家衛生研究院(NlH)、美國能源部和國家補充與綜合健康中心(National Center for Complementary and Integrative Health)的部分資助。

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