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β-N-甲氨基-L-丙氨酸(β-N-methylamino-L-alanine,BMAA)是一种广为人知的环境神经毒素,其起源仍存在争议。为了验证蓝藻是否会代谢BMAA,科学家设计了一种蓝藻突变体,并开展了大量研究。结果表明,从实验室培养物或水华样本中未发现蓝藻产生 BMAA 的有力证据。相反,实验却检测到了一种BMAA异构体DAB。这表明,在未来的相关研究中必须引入单离子色谱图,以区分BMAA和DAB或其他异构体。
β-N-甲氨基-L-丙氨酸 (BMAA) 是一种非蛋白质氨基酸,最初于 1967 年在苏铁中发现,因其与肌萎缩侧索硬化症、帕金森病和阿尔茨海默病等神经退行性疾病的潜在关联而备受关注。长期以来,蓝藻一直被视为 BMAA 的主要来源,并且在一项假设里提到,蓝藻是通过食物链从狐蝠传播到人类,并在人类的脑组织中积累,这被认为是造成关岛土著居民神经退行性疾病发病率高的主要原因。然而,由于数据的相互矛盾,以及对生物样本(包括蓝藻本身)中 BMAA 检测方法的长期争议,围绕 BMAA 的产生及其在神经退行性疾病中的作用仍未有定论。缺乏标准化的检测方法使该问题变得更加复杂,并且在不同实验室采用相同的方法也会出现不一致的结果。 “对蓝藻为BMAA主要来源这一观点持赞同意见的人可以在任何样本中检测到BMAA,而持反对意见的学者则无法检测到BMAA,因此更加怀疑该观点的正确性。” 本项研究的共同通讯作者张承才教授表示。 有趣的是,在作者此前的研究工作中,已经多次发现 BMAA 对蓝藻物种的毒性。这一发现似乎与这些生物体产生此种化合物的能力相互矛盾。在本研究中,研究人员设计了一种无法吸收 BMAA 的氨基酸转运突变体,并用该突变体为对照开展了大量的研究。 “使用这种突变体作为对照,我们观察到当细胞吸收BMAA时,检测方法可以有效地检测到BMAA。然而,在没有外部添加 BMAA 的情况下,则无法检测到 BMAA 信号。” 张教授分享道。 上述结果也表明了本文所用检测方法的灵敏度与现有文献中报告的灵敏度相当。值得一提的是,该研究小组在实验中发现了一个与BMAA 非常相似的信号,但实际上它是DAB(一种常见的 BMAA 异构体)的信号。 张教授提到,“当我们用这种高度灵敏的方法检测大量实验室培养的菌株和天然蓝藻水华样本时,没有一个样本能检出BMAA。” 结合BMAA 已知的毒性,这些新发现引发了学者对BMAA起源于蓝藻这一观点的质疑。作者指出,在未来 BMAA 的研究中,选择单离子色谱图来区分 BMAA 与 DAB 或其他异构体,或许可以对这一质疑进行解释或澄清。 该篇论文已发表在期刊Water Biology and Security,具体研究信息,请通过以下链接阅读原文。 Investigation on cyanobacterial production of the proposed neurotoxin β-N-methylamino-L-alanine (BMAA) Wang, Z.-Q. et al. https://doi.org/10.1016/j.watbs.2023.100208 Water Biology and Security(简称WBS)创刊于2021年,是由中国科学院水生生物研究所主办,科爱合作的一本覆盖水生生物研究、水生态环境保护及水产养殖等领域的综合性开放获取型(OA)英文学术期刊。目前,期刊已被Scopus、DOAJ等数据库收录。 期刊主编由中国科学院水生生物研究所桂建芳院士与美国俄勒冈州立大学前美国渔业协会主席Robert M. Hughes教授共同担任,中国科学院水生生物研究所缪炜研究员担任副主编,由来自中国、美国、巴西、法国、加拿大、韩国、墨西哥、澳大利亚、丹麦、意大利、葡萄牙、俄罗斯、英国、日本、挪威等15个国家的著名学术机构的81位专家学者担任编委。 WBS自建刊起三年内提供免费发表机会,所有文章将经过严格的同行评审,一经收录将发表在月活用户超过1700万的ScienceDirect平台,供领域内的学者、及全球读者免费阅读、下载及引用。 主编:桂建芳 院士 中国科学院水生生物研究所 主编:Robert M. Hughes Oregon State University 副主编:缪炜 研究员 中国科学院水生生物研究所 更多推荐文章
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