营养中的“暗物质”:你了解自己在吃什么吗?

食物中的植物化学物质和其他分子可以给人体健康带来很多好处,但它们具体是什么,通过什么机制工作呢? 

由于存在无法分配给已知分子的光谱数据——营养中的“暗物质”,人们对上述问题仍知之甚少。Parnell及其同事使用一种名为PhyteByte的计算预测工具对这种暗物质进行了研究,其结果现已发表在开放获取期刊BMC Bioinformatics上。本篇中作者将为我们介绍更多关于这项研究的内容,欢迎点击“阅读原文”浏览论文全文。

想象一下,吃一碗当季的草莓,这是一种美味、健康的零食。深红的色泽和浆果的香气惹人怜爱,那是因为长春新碱3-葡萄糖苷(1)和甲氧基呋喃醇(2)吸引着人们的感官。这些浆果中也含有γ-癸内酯(3)。事实上,这种水果中还天然存在着数百种其他的生化化合物。对于其他食物,如姜黄、生姜、大蒜、莴苣、巧克力、咖啡甚至葡萄酒,情况也基本类似。

但这些化合物能产生哪些健康效应呢?当然,答案很多,因为任何一种食物中的化合物目录都很长而且种类繁多,通过实验的方式测试每一种化合物并不现实。然而,通过将严格的计算方法用于探索营养学的”暗物质”,可以获得一些答案。

营养学中的暗物质

在代谢组学中,这种”暗物质”是指大量的光谱数据,这些数据不容易分配给已知的分子。至于与营养学有关的,最近我们从两个方面探索了暗物质的概念。首先,努力扩大存在于生的、发酵的、加工的、储存的和代谢的食物中的化合物目录。有了这个基础,第二步探索性的工作自然是确定每种化合物的生物学功能。为了在第二步中取得进展,我们选择使用具有良好特征的药物化合物作为预测食品化合物的基础。具体来说,我们提出了这样一个问题:“我们是否可以通过识别结构相似的药物来预测一种化合物的生物学功能?”于是,便开始了PhyteByte的设计和编码。

PhyteByte的功能

PhyteByte是一款设计用于预测食物化合物生物效应的软件。实现方法很简单:终端用户输入一个蛋白质靶标,PhyteByte能识别与靶标相互作用可能性相对较高的食物化合物,从而预测生物学效应。PhyteByte利用随机森林分类器来完成大部分繁重的工作。该模型经过训练,可以从ChEMBL等数据库中识别药物化合物。化合物被编码为“指纹”,即存储复杂化学信息学子结构信息的简单位向量。我们的模型学习给定靶标的所需子结构,并将其泛化以识别我们测试数据集中的新型食品化合物。

重要的是,PhyteByte是一种预测工具。它输出的是一份极有可能产生特定生物学效应的分子及其来源食物的列表,但它并非是设计膳食计划或提供饮食建议的工具。

计算营养学的未来之路

PhyteByte只是在基因组学、代谢组学和遗传学数据的基础上进行营养研究的新计算方法(如复杂系统理论和机器学习)的众多例子之一。事实上,我们可以说,计算营养学只是营养学与组学(omics)结合的自然产物。

计算营养学可能会以几种方式发展。其一,给定一种感兴趣的表型或蛋白质,提出可能影响该表型或蛋白质的食物,并以靶向、无宏量营养素的方式完成。其二,更详细的流行病学和食物频率问卷调查数据可以支持某些食物和健康结局之间联系的试验。在这里,所研究的食物包含的化合物,根据与已知药物的相似性,可能提供狭义的健康获益。其三,这种计算得出的药理学-食物化合物联系可以为药物开发提供信息。例如,药物疗效研究可以指导志愿者避免食用含有可能表现出与药物一样的生理效应的化合物的特定食物。

重要的是,虽然上述一些科学努力已经融入到营养研究中有一段时间了,但这里所描述的所有内容都需要在更大的范围内作出努力。而且,为了使这些方法最有效,必须进行广泛的协调努力,以确定和准确量化每种食物中大约2000种不同的化合物,这是新兴的食物组学领域的一个核心主题。

^_^历史话今天………………

          来到了5 月4 日。今天是青年节,也是北大的校庆日,同时也是铁托的祭日。

          铁托是南斯拉夫社会主义国家的缔造者,是社会主义巨头中非常有意思、有独特影响的一位。铁托是 1980 年 5 月 4 日去世的,北约、华约冷战双方唯一的也是最盛大的一次会面,就发生在铁托的葬礼上。

          为了抗议 1979 年苏联入侵阿富汗,全体西方国家抵制了 1980 年莫斯科奥运会,冷战双方对峙到极致。奥运会这种最和平的盛会都不参加,但是东西方各国领导人都来到贝尔格莱德出席铁托葬礼,可谓一时之盛。所以在铁托的葬礼上出现了很神奇的情景。这边是苏共中央总书记勃列日涅夫和中共中央主席华国锋坐在一起。中苏当时是最大的对头,互相陈兵百万,在珍宝岛双方已经干起来了,中国这边每天批苏修,苏联那边批中国,这样两个敌对国却坐在一起悼念铁托。那边是英国首相撒切尔夫人、美国副总统和金日成坐在一起,朝鲜战争打了那么多年,金日成和美国副总统能坐一块儿,这是什么情况?正是因为铁托崇高的个人魅力,最后居然在葬礼上出现了这样的大团圆。

          铁托为什么能有如此的魅力呢?首先在整个东欧共产党领导的国家里,南斯拉夫是由铁托领导游击队解放的,没有等苏联红军来就自己打败了德军,真正靠自己解放了自己。罗马尼亚、匈牙利、捷克等虽然也有游击队,但在解放过程中起的作用很弱。波兰的游击队很强,但不是共产党领导的,所以波兰游击队起义时,苏军隔岸观火、置之不理,直到游击队被德军镇压,苏军才过河来解放华沙。这些国家都是苏联帮助解放的,苏联恨不得直接指派总书记,各国领导也都唯苏联马首是瞻。三十岁以上的中国人几乎都看过《瓦尔特保卫萨拉热窝》。瓦尔特在萨拉热窝带领游击队跟德军干,就是南斯拉夫游击队的缩影。其实南斯拉夫那时已经在铁托带领下组成了非常精锐的南斯拉夫人民解放军,所以铁托是南斯拉夫军队和国家的缔造者。苏联常以老大哥的姿态指挥干这干那,而铁托就不听苏联摆布,他说南斯拉夫国家虽小,但是可以说不。铁托和当时世界上另外两个重要的领袖 —— 印度的总理尼赫鲁、埃及的总统纳赛尔,都是既不追随西方也不追随东方的人物。

          三个人和印度尼西亚总统苏加诺一起发表了重要的倡议,叫作不结盟运动,说我们不愿意被拖进你们东西方冷战中去,我不要给你们当炮灰,我们既不跟苏联走,也不跟美国走。最后,全世界一百一十多个国家加入了不结盟运动,成为这个世界的第三极。所以铁托在国际上享有崇高的声誉。

          南斯拉夫是一个非常复杂的多民族、多宗教国家,光语言就有六七种,如塞尔维亚语、克罗地亚语、斯洛文尼亚语、马其顿语、阿尔巴尼亚语、匈牙利语等。这些民族互相之间还是仇人。克罗地亚是南斯拉夫加盟共和国,虽然克罗地亚人与塞尔维亚人同属南部斯拉夫民族,讲同一种语言,但因克罗地亚人长期受奥匈帝国统治,信奉天主教,使用拉丁字母,所以在文化上早已日耳曼化,与信奉东正教、使用西里尔字母(俗称斯拉夫字母)的塞尔维亚人分道扬镳多时。二战时,南斯拉夫被纳粹德国占领之后,克罗地亚还组织了相当于党卫军的组织来屠杀塞尔维亚人。塞尔维亚人在南斯拉夫是占绝对优势的大民族,在巴尔干地区一直有称霸的愿望。塞尔维亚人信东正教,旁边波黑信伊斯兰教,一直有很多矛盾。南斯拉夫之所以能存在那么多年,跟铁托的个人魅力和统治手段有很大关系。铁托的爸爸是克罗地亚人,妈妈是斯洛文尼亚人,所以铁托等于是北部人。北部是南斯拉夫最富有、最有文化的地区,足球也踢得很好。正因为铁托不是塞尔维亚人,所以他极大地压制了大塞尔维亚沙文主义:塞尔维亚和其他五个加盟共和国完全平等。六个加盟共和国的头儿轮流当议会的主席,不给塞尔维亚任何特权,铁托甚至修改宪法,让科索沃从塞尔维亚中自治,由于民族不一样,是阿尔巴尼亚人,就让他们处于自治状态。此时祸根就已经埋下。铁托在的时候有强大的威权,人民信任、爱戴他,再加上铁托把经济搞得很好,那时候南斯拉夫欣欣向荣,还有美好的流行音乐、电影。

          但铁托去世以后,用威权和强制把民族捆绑在一起形成的国家最终还是分崩离析,而且爆发了战争,爆发了种族灭绝式的大屠杀。苏联和南斯拉夫一样也是个多民族国家,有十几个加盟共和国。跟铁托很像,斯大林是格鲁吉亚人,所以能压制俄罗斯的大国沙文主义,强制各民族在一起。苏维埃社会主义共和国联盟,国家名字里连俄罗斯一个字儿都没提,就为了避免俄罗斯在里面有一家独大之嫌。最后苏联不是军事崩溃,而是主义崩溃,一下子就分裂成十几个国家。这方面做得最好的就是新加坡。新加坡也是多民族国家,但是以李光耀为首的新加坡政府,是靠经济、法律、教育,而不是靠军事或威权强行融合在一起。每个学校必须按照各民族的比例招生,不同民族的孩子就近在一起上学,每一个政府组屋也必须按一定的比例卖房,所以相处和谐,到今天也没看到什么危机。

^_^ 讲东讲西讲东西……..

蛛网上的画家

在蛛网上作画,听起来像是不可思议的事,其实,200年前英国的一些画家就已经作过这种尝试,至今彻斯特大教堂里还悬挂着一幅18世纪画家在蛛网上画的圣像。后来,由于年久失传,这种画技就绝迹人间了。现在,英国年轻的女画家帕特里夏以她孜孜不倦的探索精神,终于使这种久已失传的绘画艺术重放光彩,创作了一幅幅在蛛网上画的栩栩如生的各种动物画。画这种画,首先要得到符合标准厚度的蜘蛛网。为此,帕特里夏用硬纸板做成一个个大小不等的方框架,把它们挂在窗前、门后或其他常有蜘蛛出没的地方,让其在上面结网。这是件旷日持久的工作,往往要等好几个月,蜘蛛才能在方框架上结成厚厚的网络,达以绘画要求的厚度。

蛛网结成后,帕特里夏便把它取下采,放在牛奶中缓缓冲洗,去掉网上昆虫的尸体和灰尘,网丝就变得光洁平滑而富韧性。待其干燥后,便可以在上面染色作画了。

帕特里夏可能是目前世界上唯一采用这种方法从事绘画的画家。她画的各种动物形象逼真,表情生动,色彩柔和,经久不变。尽管每幅画售价100英镑左右,仍然深受欢迎。帕特里夏为恢复这种古老而富魅力的绘画艺术,做出了可贵的贡献。

神奇女画家

西欧知名艺术评论家伊塔伦德尔博士指出:欧洲的字画市场上,近来突然出现一股“摩西阿婆热”,每一张他的作品,都至少要卖12万块钱!

这位活到101岁才撒手人间的美国女画家,是近代世界艺坛上前无古人的怪杰。她从没有学过一天画,所以她的画功和笔意,都以泥土气息特别浓厚而见长。在白宫的大厅里,就挂着一张她画的“欣逢国庆”。美国邮电部曾特别为她出过一套纪念邮票。她还荣获过3次“名誉博士”的头衔。

“摩西阿婆”当然是个艺名,她的本名叫安娜玛莉.摩西,是纽约州格林维池城郊的一个农家女,她做了一辈子的“耕田婆”。76岁那年,她在孙儿们绕膝为乐的时候,突然想到:“我现在闲着也是闲着,何不画几张画来消遣一下,或许还可以赚一点外快?”于是,她就凭着自己的记忆,画了一些早巳不再存在的街市、人物、野景和古老的建筑物。每画好几张,便拿到城里一家替她代售自制果酱的杂货店里去寄卖。每张的价钱,就同她卖的大罐果酱一样,一律都是3元美金。画上用的艺名,也是她自己的即兴之作,干脆就自称为“摩西阿婆”。

当时一位很成功的字画商人卡尔杜无意中发现了这种同果酱放在一起求售的“农民油画”,觉得她所表现的那种泥土气息,非常合乎一般美国人的“大孩子口味”。所以就极力鼓励她多产。于是,在25年之中,这位老太太就画出了整整1000幅油画。有时为了争取时间,她甚至在自己画室里,同时捞好四、五个架子,以便自己能在画架中间走来走去:这里画一笔,那里画一笔。有时,一星期时间,她能同时完成四、五张油画。

正由于她是个多产画家,仿她笔调的赝品也特别多。所以,她虽在1961年去世之前,一共完成了1000张油画;目前在美国所有博物馆里展出了“摩西阿婆名作”却有2000多张!

^_^学海无涯…………………

果汁中的红色真的来自于一只甲壳虫吗?

是的。很多果汁和果酱中的红色都是由一种叫作胭脂红的天然染料带来的。胭脂红从胭脂虫或胭脂虫提取物中得到,胭脂虫提取物来自于一种以南美食用仙人掌为食的雌性甲虫(胭脂虫)体内。把胭脂虫煮沸以后,它的鳞被磨成红色粉末。一磅胭脂虫红大约需要 70,000 只昆虫才能制成。古阿兹特克人把胭脂虫当成一种染料,给衣服或其他物品上色,今天,它广泛用作食品、饮料和化妆品的着色剂。

真的有肥皂味、鼻屎味和耳屎味的豆形软糖吗?

有!而且有灰尘味、蚯蚓味、呕吐物味和草味的。我们确实不清楚吉利公司的员工是如何想到每种豆子的味道配方的,但是尝过的人都说它们的确原汁原味!豆形软糖是一种用食糖、玉米糖浆和食用淀粉做成的糖果,水果味是它的传统口味。一家叫作吉利的公司在 20 世纪 80 年代还做出黄油爆米花、棉花糖和西瓜口味的。这些豆形软糖得到时任美国总统罗纳德 ·里根的大力推崇,他在白宫的办公桌上就放了一罐,里根还让它们成为首批进入太空的豆形软糖,他把它们作为给宇航员的惊喜,随 1983 年的“挑战者号”航天飞机一起进入太空。

^_^ 脑筋急转弯………………

一只小鸟在树上拉了一点屎,滴到了小丽的头上,小丽没有洗头擦头,头却不脏了,为什么?

上题答案:

偷懒。

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