微生物合成維生素B1，為患有硫胺素缺乏癥的鮭魚帶來希望

硫胺素，即維生素B1，是生命的基本組成物質(zhì)，對于細胞的工作和能量的轉(zhuǎn)化至關重要，是任何生命體都離不開的營養(yǎng)物質(zhì)。以前科學家們一直認為硫胺素的缺乏只會威脅人類的健康，直到20世紀90年代，科學家才發(fā)現(xiàn)硫胺素缺乏對野生動物同樣構(gòu)成了威脅。對于鳥類來說，硫胺素缺乏可能會導致癱瘓、發(fā)聲能力的喪失，以及繁殖失敗。此前就有研究表明硫胺素缺乏導致了瑞典達爾河的幼年大西洋鮭魚的高死亡率。

近日，俄勒岡州立大學的研究人員在河流中發(fā)現(xiàn)了微生物產(chǎn)生的維生素B1，這一發(fā)現(xiàn)可能為缺乏維生素的鮭魚種群帶來希望。該研究結(jié)果發(fā)表于《應用與環(huán)境微生物學》。

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硫胺素缺乏癥最近被判定為對從加利福尼亞到阿拉斯加的多個鮭魚種群的健康和穩(wěn)定的新威脅。硫胺素缺乏癥(TDC)是鮭魚種群的主要新威脅。鮭魚卵和胚胎可以吸收外源硫胺素。研究表明底棲環(huán)境中的微生物群落可以產(chǎn)生大量的硫胺素。

研究人員表示，“這項研究首次報告在鮭魚產(chǎn)卵的河流和相關的礫石中發(fā)現(xiàn)硫胺素化合物。這種硫胺素的來源對于減少對患有硫胺素缺乏綜合癥的自然產(chǎn)卵鮭魚的健康影響具有潛在的意義?！?/p>

在每年的遷徙過程中，奇努克鮭魚從舊金山的金門大橋沿薩克拉門托河向上游過中央山谷的北部。研究人員指出，中央山谷的奇努克鮭魚最近被診斷出患有硫胺素缺乏癥。雌性鮭魚返回河流和溪流產(chǎn)卵后，會將這種缺陷遺傳給剛孵化的幼體，這些幼體會出現(xiàn)游泳問題，死亡率很高。

“在加州，大多數(shù)在孵化場產(chǎn)卵的奇努克鮭魚都用硫胺素處理，以防止硫胺素缺乏癥。然而，以前不知道環(huán)境中是否有硫胺素的來源，可以潛在地拯救受硫胺素缺乏癥折磨的自然產(chǎn)卵的鮭魚。我們現(xiàn)在已經(jīng)在天然鮭魚產(chǎn)卵棲息地中發(fā)現(xiàn)了微生物產(chǎn)生的硫胺素。”研究人員說。

中央山谷奇努克鮭魚的飲食多樣化，包括許多不同種類的獵物魚。但近年來，海洋生態(tài)系統(tǒng)的變化導致北方鳳尾魚數(shù)量激增，這意味著它們已經(jīng)成為鮭魚的主要飲食成分。這種飲食上的改變很可能是導致硫胺素缺乏癥的原因。因為北方鳳尾魚富含一種叫做硫胺酶的酶，這種酶可以降解硫胺素。

研究結(jié)果表明，河流沉積物可能是微生物硫胺素的來源，這可以補充奇努克鮭魚早期生命階段對硫胺素的缺乏。未來將研究成年奇努克鮭魚、其孵化的卵和孵化魚苗在多大程度上可獲得環(huán)境硫胺素，以減輕硫胺素缺乏癥造成的負面健康后果。

研究人員表示，微生物生物合成是海洋和水生環(huán)境中硫胺素的主要來源，盡管了解微生物產(chǎn)生硫胺素是重要的第一步，但硫胺素的濃度和循環(huán)它的微生物群落的特性在很大程度上還是未知的。而且研究所測量的硫胺素濃度比孵化場硫胺素濃度要低得多。這些數(shù)據(jù)對鮭魚的健康有影響，但還不夠具體，需要更多的研究來確定環(huán)境硫胺素可能發(fā)揮的作用。

編譯：Sara 審核：Yanjun

參考資料：

https://hakaimagazine.com/features/the-oceans-mysterious-vitamin-deficiency/

https://journals.asm.org/doi/10.1128/aem.01760-23

Christopher P. Suffridge et al, Connecting thiamine availability to the microbial community composition in Chinook salmon spawning habitats of the Sacramento River basin,Applied and Environmental Microbiology (2023). DOI: 10.1128/aem.01760-23

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_12334795