死亡沙漠中隱藏著救命法寶

端木藍(lán)

智利的阿塔卡瑪沙漠，是世界上最干燥、紫外線輻射最強(qiáng)的地區(qū)之一，有些地方據(jù)稱已經(jīng)數(shù)百萬年從未下過雨了。在沙漠腹地，更是寸草不生，動(dòng)物也不見蹤影，被認(rèn)為是死亡地帶。

然而，2008年，美國微生物學(xué)家邁克爾·古德費(fèi)洛在阿塔卡瑪沙漠腹地采集了一些土壤樣本。他把這些樣本帶回實(shí)驗(yàn)室之后，居然培養(yǎng)出了多種細(xì)菌——看似毫無生氣的阿塔卡瑪沙漠居然暗藏生機(jī)！

普通人可能會感嘆，這個(gè)發(fā)現(xiàn)真神奇！但是科學(xué)家卻認(rèn)為，惡劣的環(huán)境勢必造就異常堅(jiān)強(qiáng)的生物，這些生物可能有著特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)或許對我們的科學(xué)研究有著重要的價(jià)值。

事實(shí)真如他們所想嗎？

無意間打開的醫(yī)藥寶庫

當(dāng)年，古德費(fèi)洛培養(yǎng)出的細(xì)菌中有一種叫做放線菌。放線菌是革蘭陽性菌門中的微生物，是一類主要呈菌絲狀生長和以孢子繁殖的原核生物，可以在陸地和水體中生存。這種細(xì)菌在微生物學(xué)界聲名顯赫，因?yàn)樗鼈兡芊置谝环N化學(xué)物質(zhì)阻止相鄰細(xì)菌的生長，而這種化學(xué)物質(zhì)恰好適合被科學(xué)家們用來抑制致病菌的生長。放線菌分為多個(gè)屬，其中鏈霉菌屬在醫(yī)學(xué)研究中有著突出表現(xiàn)。研究表明，50%以上的鏈霉菌能產(chǎn)生抗生素，而目前已研發(fā)的抗生素主要來自放線菌，其中的90%由鏈霉菌產(chǎn)生。1944年，美國羅格斯大學(xué)的科學(xué)家們就從一種叫葛氏鏈霉菌的放線菌中成功分離出了一種化學(xué)物質(zhì)，他們發(fā)現(xiàn)這種化學(xué)物質(zhì)能抑制結(jié)核菌，從而研發(fā)出了第一種治療結(jié)核病的抗生素。

阿塔卡馬沙漠這樣的環(huán)境，已經(jīng)成為了研究潛在新藥的好去處。

我們都知道，地球上每一種生物都在為適應(yīng)環(huán)境而努力，細(xì)菌也不例外，比如超級細(xì)菌這種耐藥性細(xì)菌就已經(jīng)學(xué)會了擺脫現(xiàn)有抗生素的攻擊，并嚴(yán)重威脅著人類的健康。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年全球都有數(shù)十萬人因感染超級細(xì)菌而死亡。更糟糕的是，20世紀(jì)末以來，新抗生素的研發(fā)遇到了瓶頸。

繼古德費(fèi)洛之后，許多科學(xué)家也開始對阿塔卡瑪沙漠生活的細(xì)菌進(jìn)行研究。他們在阿塔卡瑪沙漠又發(fā)現(xiàn)了多種放線菌，其中約40%的放線菌首次被發(fā)現(xiàn)，這重新燃起了科學(xué)家們尋找新抗生素的希望。2018年的一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，迄今為止科學(xué)家已經(jīng)從阿塔卡瑪沙漠發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌中分離出了46個(gè)新分子，其中許多具有抗病毒、抗癌等特性。不僅如此，在阿塔卡瑪沙漠發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌也可能對特定疾病有治療效果。比如2017年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，阿塔卡瑪沙漠的一種放線菌分泌的化學(xué)物質(zhì)能抑制艾滋病病毒的自我繁殖，這個(gè)發(fā)現(xiàn)為研發(fā)抗艾滋病病毒的藥物提供了一個(gè)新方向。

另辟蹊徑

盡管發(fā)現(xiàn)了許多可能有用的細(xì)菌，但是，科學(xué)家們并沒有盲目樂觀。他們認(rèn)為，從這些細(xì)菌中提取出的許多分子可能永遠(yuǎn)都不會用來制造救命藥，因?yàn)橹扑幉恢灰紤]其中的某種成分是否具有消除某種疾病的能力，還要考慮制成藥物之后是否可能對人產(chǎn)生副作用。如盤尼西林這樣的抗生素，雖然殺菌能力強(qiáng)，但是卻有可能引發(fā)嚴(yán)重的副作用。此外，盡管這些細(xì)菌都具有抗細(xì)菌、抗病毒的作用，但是它們的作用有多大，是否能發(fā)揮足夠的療效這也是需要考慮的。因此，阿塔卡瑪沙漠的哪些細(xì)菌可以用來制藥，還需要經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的研究。

阿塔卡馬沙漠中正在發(fā)現(xiàn)新的細(xì)菌種類，可以幫助我們抵抗細(xì)菌的耐藥性。

除了在醫(yī)學(xué)上可能建功立業(yè)之外，科學(xué)家也為阿塔卡瑪沙漠的細(xì)菌找到了其他發(fā)揮作用的途徑。智利微生物學(xué)家克里斯蒂娜·多拉多爾發(fā)現(xiàn)，沙漠細(xì)菌能夠抵御高干旱和高鹽度，通過研究它們的這些特性，可能對提高植物的抗旱和適應(yīng)高鹽環(huán)境能力有幫助。而阿塔卡瑪沙漠紫外線很強(qiáng)，沙漠里的細(xì)菌能很好地適應(yīng)這種環(huán)境，這或許可以幫助做化妝品研發(fā)工作的科學(xué)家找到保護(hù)人類皮膚免受陽光傷害的方法。

從阿塔卡馬沙漠土壤中分離出的細(xì)菌，不僅可以提供抗生素，而且還可以提供新型的防曬和工業(yè)催化劑。

科學(xué)家還認(rèn)為，沙漠中的一些細(xì)菌還具有工業(yè)生物催化劑的潛力。生物催化技術(shù)是利用酶、微生物細(xì)胞或動(dòng)植物細(xì)胞作為生物催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)的技術(shù)。生物催化劑具有極高的催化效率和反應(yīng)速度，比化學(xué)催化劑的催化效率高出許多。而智利的經(jīng)濟(jì)支柱就是阿塔卡瑪沙漠的銅礦，如果這些細(xì)菌被用于提取銅礦石中的銅，那么勢必會促進(jìn)這個(gè)行業(yè)的發(fā)展。此外，由于阿塔卡瑪沙漠沙漠的環(huán)境與火星相似，因此科學(xué)家們一直在利用這個(gè)沙漠研究火星，通過沙漠中的細(xì)菌探索火星生命可能的樣子。

阿塔卡瑪沙漠的微生物種類、數(shù)量遠(yuǎn)比我們想象的要多很多?？茖W(xué)家們認(rèn)為，他們只發(fā)現(xiàn)了其中的1%左右。盡管如此，這些已知的微生物種類，就對人類有如此多的幫助。而對這個(gè)沙漠中的微生物進(jìn)行更多的了解，我們也將可能收益更多，也許未來更有效更安全的抗生素就來自這片沙漠。