來自深海的智慧

向海問藥

人們將目光投向深海，尋找新的藥用生物資源。許多深海生物體內(nèi)含有抗病毒、抗腫瘤、抗菌的活性產(chǎn)物，對治療疾病有積極作用，角鯊烯就是其中一種。它是一種不飽和烴類化合物，科學(xué)家最早在鯊魚的肝臟中發(fā)現(xiàn)了它。角鯊烯在鯊魚肝油中的含量高達40%，是早期角鯊烯的主要來源之一。角鯊烯與氧氣結(jié)合會生成氧合角鯊烯，有助于提升細胞利用氧氣的能力，增強機體的缺氧耐受力。鯊魚正是憑借富含角鯊烯的巨大肝臟才能在高壓低氧的深海中生存。后來，人們發(fā)現(xiàn)生活在嚴寒、低壓、空氣稀薄的高原地區(qū)的牦牛體內(nèi)也有角鯊烯，不過從野生動物體內(nèi)大量提取角鯊烯無疑是在破壞大自然。好在不久后人們就能從橄欖油中提取角鯊烯，并將其廣泛應(yīng)用于各種場景。

角鯊烯還存在于人類皮脂中，是抵御紫外線的一大利器。口服攝入的角鯊烯可經(jīng)血液循環(huán)抵達皮膚處，加強皮膚抵抗紫外線的能力。此外，涂抹含有角鯊烯的護膚品也能幫助皮膚恢復(fù)彈性。在醫(yī)藥領(lǐng)域，角鯊烯具有抗腫瘤活性，可以保護人體正常細胞免受氧化性DNA損傷。角鯊烯還可以調(diào)控膽固醇代謝，人體適當攝入角鯊烯可以減少血清中膽固醇的含量。近幾十年來，角鯊烯在延緩皮膚衰老、預(yù)防腫瘤方面立下了汗馬功勞。

海綿也是深海藥物界的優(yōu)秀代表。生活在海底的海綿是一種非常原始的多細胞動物，體內(nèi)含有生物堿類、萜類、大環(huán)內(nèi)酯等活性物質(zhì)。在抗癌藥物研發(fā)領(lǐng)域，海綿可謂遙遙領(lǐng)先。阿糖胞苷是抗癌藥物中的翹楚，能夠用于治療白血病，對惡性淋巴瘤、肺癌、消化道癌等疾病也有一定的療效?？茖W(xué)家從海綿中分離得到的海綿胸腺嘧啶核苷和海綿尿嘧啶核苷就是阿糖胞苷的先導(dǎo)化合物。先導(dǎo)化合物是一種具有一定生理活性的化學(xué)物質(zhì)，可以說是新藥研發(fā)的起點。

分解大軍

深海生物不僅在藥物研制方面具有突出貢獻，在環(huán)保領(lǐng)域也大放光彩。如今，大量塑料垃圾進入海洋，解決海洋污染問題迫在眉睫。在深海中，塑料分解尤為困難。日常生活中隨處可見的飲料瓶、塑料包裝中的聚對苯二甲酸乙二醇酯是目前世界上最常用的聚酯類塑料，全球每年總產(chǎn)量近7000萬噸，而且這類物質(zhì)十分容易在海底堆積。如何消滅這些海洋污染物令科學(xué)家十分頭疼。令人欣慰的是，海洋自身提供了解決思路：有的微生物在與塑料長期共存的過程中逐漸演化出了降解塑料的能力。我國科研人員在這方面的研究頗有成效。科研人員采集了來自西太平洋5000米左右深處的深海沉積物，以塑料為唯一碳源與能源在實驗室富集一年后，獲得了塑料降解菌群。他們發(fā)現(xiàn)，這些降解菌株能在塑料表面形成生物膜，并使塑料破損。科研人員還發(fā)現(xiàn)一個月內(nèi)塑料減少了約1.5%，該研究首次證明了深海沉積物中存在塑料降解菌。

石油也是海洋污染中的?？?，對海域生態(tài)的危害極大。由于石油烴類污染物的潛在毒性和生物積累效應(yīng)，水面經(jīng)久不散的浮油會使海域環(huán)境質(zhì)量下降，破壞生物多樣性，從而導(dǎo)致海洋生態(tài)系統(tǒng)惡化。依靠傳統(tǒng)的物理、化學(xué)方法處理污染可能會造成二次污染，因此需要快速有效降解石油。一種“吃”油菌引起了科學(xué)家的注意?！俺浴庇途址Q噬油菌，在自然界中由來已久，不少種類的細菌、真菌都能利用原油中的有毒物質(zhì)生長繁殖，從而達到降解石油的目的。用這些微生物清除石油，不僅成本低、效果好，而且對環(huán)境的影響小，是一種理想的海洋除油手段。在寒冷低溫環(huán)境下，噬油菌的分解效率會大大降低，好在科學(xué)家在北極海洋沉積物中找到了石油降解微生物，它們數(shù)量大且種類多，可以很好地降解海洋深處的石油。

其實，大自然中微生物降解十分常見，難的是如何在保證微生物生存的前提下發(fā)揮其降解作用，這一難題或許能在深海得到答案。深海藥物也是如此，“藍色藥庫”固然龐大，但直接取材并非長久之計，我們的目光應(yīng)當長遠一些，讓深海資源轉(zhuǎn)化為高新技術(shù)成果，為高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。