真理的水果和蔬菜消费揭示了DNA条码技术

人们说他们吃什么和他们吃的食物通常是两种截然不同的列表。但是新技术使用DNA条码识别植物在人类粪便可能得到真相,提高临床试验、营养研究和更多。

早期研究的基础上,试图比较发现粪便的DNA与饮食报道,研究人员在实验室里的劳伦斯大卫,分子遗传学和微生物学的副教授在杜克大学医学院的,开发出了一种遗传标记的植物性食物可以从粪便中检索。“我们可以回去后和检测什么食物都吃,”布兰娜Petrone说,博士,一个医学博士/博士生领导这个项目。

标记是一个地区的叶绿体DNA植物利用权力,将阳光转化为糖的细胞器。每个工厂都有这个基因组区域,称为trnL-P6,但它从物种略有不同。在一系列的实验中,他们测试了标志在1000多324年的粪便样本研究参与者在五个不同的研究,其中二十有高质量的记录他们的饮食。

在发现6月27日出现在《美国国家科学院学报》上,研究人员表明,这些DNA标记不仅可以显示消费,但某些食品物种的相对量,而DNA在粪便中发现的植物多样性的根据一个人的饮食、年龄和家庭收入。

大卫的实验室依赖参考数据库包含标记的膳食植物468种通常被美国人粪便中发现版本的trnL-P6连接到特定的植物来源。经过一些调整,他们的条形码是能够区分83%的主要作物的家庭。

Petrone作物家庭的子集表示,目前不能被探测到的往往是在世界的其他地方。实验室目前正在增加作物如珍珠谷子和pili坚果数据库。

他们也还没有跟踪肉类摄取,尽管这项技术能够,大卫说。”,相对比的植物动物摄入可能是其中最重要的营养因素我们可以看看。”

科学家们第一次尝试标记在粪便样本四个人在减肥干预,他们知道什么研究参与者被美联储前一到两天。知道病人是一道菜叫做野生蘑菇饭为例,他们寻找的标记组件:野生稻,白米,波多贝罗蘑菇、洋葱、山核桃、百里香、欧芹和鼠尾草。

在这第二个干预组,他们发现条码不仅可以识别植物,它还可以识别相对量消耗一些种类的植物。“当大的部分谷物或浆果,这顿饭我们也看到更多trnLfrom那些植物在凳子上,“Petrone说。

然后他们看着样本60的成年人参加两项研究纤维补充和记录他们的饮食与调查。植物的数量被trnL是在良好的协议与饮食多样性和质量估计从参与者的调查结果。

接下来,他们应用条码技术研究246青少年没有肥胖与不同的种族,民族和社会经济背景。只有最小的记录在这个群体的饮食。

“饮食数据收集是具有挑战性的,因为一些传统的调查是140页,填写需要一个小时,家庭很忙,和一个孩子可能无法单独填写,”大卫说。”,但因为他们有库存,大便,我们再分析这些样本,然后收集信息关于饮食,可以用来更好地理解健康和生活方式模式之间的孩子。真正打动我的是,我们可以概括的东西也知道获得新的见解,可能就没有那么明显。”

他们发现了111种不同的标记从46和72种植物家庭青少年的饮食。四种植物被吃了超过三分之二的主题:小麦,发现在96%的参与者,巧克力(88%)、玉米(87%)和马铃薯的家庭(71%),一群植物,包括马铃薯和粘果酸浆密切相关。

大卫说条形码无法区分个人卷心菜家族成员——芸苔属植物——如花椰菜、甘蓝、羽衣甘蓝、菜花,是密切相关的。

不过,大型青少年群体表明饮食多样性是高收入更大的研究参与者。年长的青少年是然而,降低摄入水果,蔬菜和全谷物食品,可能因为一个已知模式的大孩子不常和家人一起吃饭。

大卫说条形码很容易能够识别植物的多样性中发现的样本作为饮食多样性的代理,一个已知的营养充足的标志和更好的心脏健康。

大卫说,在每一个军团,基因组分析被进行样品收集了几年过去,所以该技术开辟了重建的可能性饮食数据研究已经完成。

作者认为,新方法应该是一个有利于各种对人体营养的研究。“我们是有限的我们如何跟踪我们的饮食,或参与营养研究或改善我们自己的健康,因为当前的饮食是跟踪技术,”大卫说。“现在我们可以使用基因组学来帮助收集数据在世界各地的人们吃什么,不管年龄的差异,知识,文化,或健康状况”。

团队预计延长疾病在全球范围内的技术研究,以及监控食品生物多样性面临气候不稳定或设置生态困境。

参考:Petrone提单,Aqeel,江泽民年代,et al .凳子的植物DNA多样性与饮食质量、年龄、家庭收入。《美国国家科学院刊年代。120 (27):e2304441120。2023;doi:10.1073 / pnas.2304441120

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