春天的海绵

来源:©Kayla Wilson

Axinella海绵可以产生不同寻常的生物活性萜烯

化石证据表明,海绵这种简单的动物已经存在了大约18亿年,它们富含独特的化学物质。到目前为止,研究人员认为大多数真正有趣的化学反应是由它们的共生细菌进行的,但现在他们发现海绵可以产生生物活性化合物,这些化合物可能是候选药物。

这项新工作是由布拉德利摩尔在美国圣地亚哥的加利福尼亚大学斯克里普斯海洋研究所的海洋化学和地球化学实验室,并在圣地亚哥举行的美国化学学会春季会议上以虚拟方式和现场形式发表了这一研究成果。

进行的遗传分析凯拉威尔逊摩尔实验室的博士生,发现海绵产生了一系列不同寻常的含氮萜烯Axinella实际上是由海绵产生的,而不是它的微生物。为了研究产生这些化合物的基因序列,威尔逊对海绵的DNA及其微生物组进行了测序,以确定哪些基因产生了萜烯。为此,她寻找了萜烯合酶的编码序列——一种负责萜烯生产的关键步骤的酶。她和一位在珊瑚中研究过相同酶的同事一起得出结论,这些化合物来自海绵本身。

摩尔说,发现海绵可以制造这些化合物本身代表了该领域的“根本性转变”。“如果这种动物正在制造这种奇怪的小萜烯,那么动物还会制造什么?””他问.我认为这开启了一扇将动物作为药物研发容器的新大门。”

海绵文化

帕科Cardenas瑞典乌普萨拉大学的海绵专家,他没有参与这项工作,他证实萜烯通常是由植物产生的,所以这些动物产生萜烯是不寻常的。他补充说:“这令人惊讶,这是一个很好的发现,但我们已经知道海绵本身可以产生其他类型的化学物质,如固醇,如胆固醇和多肽。”他指出,在地球上任何动物中,海绵产生的固醇种类最多,而且是它们自己制造的。

卡德纳斯说,如果发现类似的化合物对细菌或癌细胞具有显著的生物活性,而且它们也被确定是由海绵制成的,那将更令人兴奋。他说:“然后我们可以生产大量的这种化合物,我们可以转向海绵培养,取一些海绵,让它们在海水水族馆中生长,然后再切割它们,直到获得足够的生物量来提取你想要的化合物。manbetx手机客户端3.0

摩尔实验室的博士后维克拉姆·申德(Vikram Shende)也讨论了他从当地发现的新化合物克利奥娜海洋海绵在ACS会议上。Shende和两名本科生从13种海绵中提取了化合物,在测试了提取物的生物活性后,他们发现了含有溴的多肽,这些多肽被证明可以抑制细菌生长。

Shende和他的同事们现在正试图确定这些肽的分子结构,以及它们是否有潜力作为抗生素。研究人员还没有确定这些溴化化合物是由这些海绵还是其中的微生物产生的。

卡德纳斯指出:“一般来说,含有溴化物的化合物在海绵和海洋生物中非常常见,在多肽上也发现了溴化物,但并不常见。”“如果这真的是一种大肽,那就很罕见了,但我们没有提供太多细节。”

Shende认为这项研究和Moore实验室的研究证明了为什么当地生物多样性如此重要。他说:“我真的想让人们明白,保护当地的生物多样性很重要,不仅是因为环境原因,还因为我们拥有这个令人难以置信的分子宝库,这些分子最终可能会制成救命药物。”