微生物合成维生素B1，为患有硫胺素缺乏症的鲑鱼带来希望

硫胺素，即维生素B1，是生命的基本组成物质，对于细胞的工作和能量的转化至关重要，是任何生命体都离不开的营养物质。以前科学家们一直认为硫胺素的缺乏只会威胁人类的健康，直到20世纪90年代，科学家才发现硫胺素缺乏对野生动物同样构成了威胁。对于鸟类来说，硫胺素缺乏可能会导致瘫痪、发声能力的丧失，以及繁殖失败。此前就有研究表明硫胺素缺乏导致了瑞典达尔河的幼年大西洋鲑鱼的高死亡率。

近日，俄勒冈州立大学的研究人员在河流中发现了微生物产生的维生素B1，这一发现可能为缺乏维生素的鲑鱼种群带来希望。该研究结果发表于《应用与环境微生物学》。

Credit: Pixabay/CC0 Public Domain

硫胺素缺乏症最近被判定为对从加利福尼亚到阿拉斯加的多个鲑鱼种群的健康和稳定的新威胁。硫胺素缺乏症(TDC)是鲑鱼种群的主要新威胁。鲑鱼卵和胚胎可以吸收外源硫胺素。研究表明底栖环境中的微生物群落可以产生大量的硫胺素。

研究人员表示，“这项研究首次报告在鲑鱼产卵的河流和相关的砾石中发现硫胺素化合物。这种硫胺素的来源对于减少对患有硫胺素缺乏综合症的自然产卵鲑鱼的健康影响具有潜在的意义。”

在每年的迁徙过程中，奇努克鲑鱼从旧金山的金门大桥沿萨克拉门托河向上游过中央山谷的北部。研究人员指出，中央山谷的奇努克鲑鱼最近被诊断出患有硫胺素缺乏症。雌性鲑鱼返回河流和溪流产卵后，会将这种缺陷遗传给刚孵化的幼体，这些幼体会出现游泳问题，死亡率很高。

“在加州，大多数在孵化场产卵的奇努克鲑鱼都用硫胺素处理，以防止硫胺素缺乏症。然而，以前不知道环境中是否有硫胺素的来源，可以潜在地拯救受硫胺素缺乏症折磨的自然产卵的鲑鱼。我们现在已经在天然鲑鱼产卵栖息地中发现了微生物产生的硫胺素。”研究人员说。

中央山谷奇努克鲑鱼的饮食多样化，包括许多不同种类的猎物鱼。但近年来，海洋生态系统的变化导致北方凤尾鱼数量激增，这意味着它们已经成为鲑鱼的主要饮食成分。这种饮食上的改变很可能是导致硫胺素缺乏症的原因。因为北方凤尾鱼富含一种叫做硫胺酶的酶，这种酶可以降解硫胺素。

研究结果表明，河流沉积物可能是微生物硫胺素的来源，这可以补充奇努克鲑鱼早期生命阶段对硫胺素的缺乏。未来将研究成年奇努克鲑鱼、其孵化的卵和孵化鱼苗在多大程度上可获得环境硫胺素，以减轻硫胺素缺乏症造成的负面健康后果。

研究人员表示，微生物生物合成是海洋和水生环境中硫胺素的主要来源，尽管了解微生物产生硫胺素是重要的第一步，但硫胺素的浓度和循环它的微生物群落的特性在很大程度上还是未知的。而且研究所测量的硫胺素浓度比孵化场硫胺素浓度要低得多。这些数据对鲑鱼的健康有影响，但还不够具体，需要更多的研究来确定环境硫胺素可能发挥的作用。

编译：Sara 审核：Yanjun

参考资料：

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