老葉的植物王國

  圖片來源： 維基百科 提到米飯的營養成分，不免會令人想起「腳氣病」（beriberi）：因為食用精碾的白米，但是又沒有攝取足夠量的其他食物，造成維生素B 1 缺乏，出現體重下降、精神萎靡、感官功能衰退、體虛、間歇性心律失常等症狀，嚴重可致死。 由於這個疾病一開始是出現在以精製白米為主食的區域中，而在當時精製白米被認為是好的食物，所以一度還曾經引發論戰，直到1925年發現病因是維生素B 1 缺乏，論戰才平息下來。 但是，即使我們已經知道精製白米不是好的維生素B1的來源，但從1925年到現在，腳氣病的爆發還是時有所聞，因為去除米糠的白米不但口感好，也可延長保存期限。 因此，一直有科學家想要讓米的胚乳中的維生素B 1 含量提高。但是，過去的方法常常只是讓整株水稻的維生素B 1 含量提高，可是在精碾之後的白米（胚乳）的維生素B 1 含量卻只是差強人意而已。 最近，瑞士與台灣中興大學的研究團隊合作，讓精碾過的白米裡面的維生素B 1 含量提高了3-4倍。 究竟他們是怎麼做到的？ 研究團隊把芝麻的硫胺素結合蛋白（Thiamine binding protein, TBP）基因先進行「基因密碼最佳化」（因為芝麻與水稻各有自己的轉譯密碼偏好，為了確定基因可以正確表現，進行密碼最佳化是必須的），然後將這個基因前面連接上專門表現於稻米胚乳的glutelin D-1 啟動子，然後以農桿菌（ Agrobacterium tumefaciens ）為媒介，將構建好的轉基因載體送入TP309品系稻米的細胞。 雖然芝麻的硫胺素結合蛋白（SiTBP）基因本身不直接合成維生素B1（硫胺素），但是它可以與維生素B 1 結合。透過增加這種結合蛋白的表達，可以提高細胞內可用的硫胺素總量，因為它能將硫胺素「捕捉」到細胞中，減少其降解或流失。雖然這個蛋白並不能提升維生素B 1 合成，但是透過與維生素B1結合，它有助於在種子成熟和儲存過程中保護硫胺素免受氧化和其他形式的分解。這種保護作用確保了硫胺素在加工和儲存期間的穩定性和生物可利用性。 研究團隊發現，透過這種生物強化法，基改稻米中的硫胺素量提高了3到4倍。若以推薦的營養攝取量（RDI）來換算，相當於每份約315克的白米（大約是一碗米的量）可以提供成年人和哺乳期婦女約35%到27%的維生素B 1 的每日推薦攝取量。 雖然它是基改作...

大家都聽過腳氣病（beriberi），也知道腳氣病是因為維生素B1（thiamine）缺乏所造成的；我們今天要來講一下腳氣病的研究。 維生素B1。圖片來源： Wikipedia 腳氣病最早的記載始自於荷蘭籍的Jacobus Bontius醫師。他在1630年描述了腳氣病，但真正的研究要到19世紀後期。腳氣病的症狀包括：消瘦、情緒障礙、感知覺障礙、乏力和四肢疼痛，以及有時出現不規則的心跳、水腫（身體組織腫脹）；血液中的乳酸和丙酮酸的量上昇。嚴重時可能導致心跳過速，造成心臟衰竭而死。 在那時候，腳氣並是日本海軍的嚴重問題。由1878年至1881年，海軍士兵平均一年生病四次，其中有35％是腳氣病。 高木兼寬醫師。圖片來源： Wikipedia 1883年，在英國受訓的高木兼寬醫師（Dr. Takaki Kanehiro），研究從日本航行到夏威夷的訓練任務的學員們，發現這376人在歷時9個多月的航程中（中間途經紐西蘭與南美洲），有169例患腳氣病，造成25人死亡。 高木醫師在海軍的支持下，在另一次航行中提供了肉、魚、大麥、大米和豆類的飲食；結果在航程結束後，只有14個人罹患腳氣病，無人死亡。在1884年，高木醫師進一步發現：腳氣病好發於日本海軍低級別船員身上，因為他們除了米飯以為沒有別的可以吃，但不會發生在西方海軍船員以及日本軍官身上，因為他們的飲食的多樣性比較高。 後來發現只要在飲食中加入米糠（rice bran）、或是改食用糙米，就不會罹患腳氣病。原來精碾的白米去掉了胚芽，剩下的都是胚乳，除了澱粉以外其他的養分都不多了。 從左到右：精碾的白米、胚芽米、糙米。 圖片來源： Wikipedia 腳氣病的英文名字是beriberi，根據牛津辭典，這個名字是從錫蘭語來的，意思是「虛弱」或「不能」；但Bontius醫師在1630年的記載裡提到，beriberi是馬來文biri-biri，請教過馬來西亞的朋友，biri-biri意思是綿羊：大約是形容虛弱的狀態吧。 現代社會因為食物中常會添加維生素B群，所以要罹患腳氣病不是很容易；不過在1999年，在台灣的非法移民安置中心曾爆發過腳氣病，造成大約百分之一的人死亡。 參考文獻： Wikipedia. Beriberi . Chen KT et. al., Outbr...