آخرین مطالب

مطالعه جدید پیشرفت های مهمی را برای علم قطب جنوب و شیمی محصولات طبیعی – به ارمغان می آورد


در کف دریای یخی قطب جنوب، مکان‌های کمی دورتر از کابینت دارویی شما از بافت‌های یک آسیدین یا «سرپیچ دریایی» وجود دارد – اما این دقیقاً همان جایی است که دانشمندان به دنبال یافتن یک درمان جدید برای ملانوم هستند، یکی از درمان‌ها. انواع خطرناک سرطان پوست

در مقاله جدیدی که امروز در mSphereیک تیم تحقیقاتی از DRI، آزمایشگاه ملی لوس آلاموس (LANL) و دانشگاه فلوریدا جنوبی (USF) گام‌هایی را به سوی هدف خود برداشتند و با موفقیت یک ترکیب طبیعی تولید شده با ملانوما به نام “palmerolide A” را در منبع آن ردیابی کردند: میکروبی که درون آن قرار دارد Synoicum aareanum، گونه‌ای از آسیدین که در آب‌های مجمع الجزایر آنورس در قطب جنوب رایج است.

ما مدت‌ها مشکوک بودیم که پالمرولید A توسط یکی از انواع باکتری‌هایی که در این گونه میزبان آسیدین زندگی می‌کنند، تولید می‌شود. S. adaraanumنویسنده اصلی، آلیسون موری، دکترا، استاد زیست‌شناسی در DRI توضیح داد: «اکنون، ما در واقع توانسته‌ایم میکروب خاصی را که این ترکیب را تولید می‌کند، شناسایی کنیم، که گام بزرگی به سمت توسعه یک ماده طبیعی مشتق شده است. درمان ملانوما.”

باکتری که تیم شناسایی کرد، عضوی از یک جنس جدید و قبلا مطالعه نشده است، نامزد Synoicihabitans palmerolidicus. این پیشرفت در دانش مبتنی بر آن چیزی است که موری و همکارانش در بیش از یک دهه تحقیق در مورد پالمرولید A و ارتباط آن با میکروبیوم (مجموعه مجموعه ای از میکروب ها و ژنوم آنها) آسیدین میزبان آموخته اند. S. adaraanum.

در سال 2008، موری با بیل بیکر، دکترا، استاد شیمی در USF و کریستین ریزنفلد، دکترای دکترا، محقق فوق دکتری در DRI برای انتشار مطالعه ای در مورد تنوع میکروبی یک واحد کار کرد. S. adaraanum ارگانیسم در سال 2020، این تیم گسترش یافت و محققان بیشتری از LANL، USF و دانشگاه نانت را شامل شد و کار جدیدی را منتشر کرد که “میکروبیوم هسته” را شناسایی کرد. S. adaraanum – مجموعه ای مشترک از 21 گونه باکتری که در 63 نمونه مختلف وجود داشت S. adaraanum جمع آوری شده از اطراف مجمع الجزایر جزیره آنورس.

در جدیدترین تحقیقات این تیم، آن‌ها به بررسی دقیق‌تر اعضای میکروبیوم اصلی شناسایی‌شده در مقاله سال ۲۰۲۰ خود پرداختند تا مشخص کنند کدام یک از ۲۱ نوع باکتری مسئول تولید پالمرولید A هستند. آنها چندین دور توالی‌یابی ژنوم محیطی را انجام دادند و به دنبال آن به‌طور خودکار انجام دادند. و مونتاژ دستی، استخراج ژن، و تجزیه و تحلیل فیلوژنومیک، که منجر به شناسایی خوشه ژن بیوسنتزی و ارگانیسم تولید کننده پالمرولید A شد.

موری گفت: “این اولین بار است که ما یک محصول طبیعی قطب جنوب را با ماشین ژنتیکی که مسئول بیوسنتز آن است، تطبیق می دهیم.” به عنوان یک داروی ضد سرطان، ما نمی‌توانیم فقط به قطب جنوب برویم و این شیره‌های دریایی را برداشت کنیم. به صورت دسته جمعیاما اکنون که ماشین‌های ژنتیکی زیربنایی را درک کرده‌ایم، در را به روی ما باز می‌کند تا راه‌حلی بیوتکنولوژیکی برای تولید این ترکیب پیدا کنیم.”

بیکر افزود: “شناخت تولید کننده پالمرولید A امکان کشت را فراهم می کند که در نهایت مقدار کافی از این ترکیب را برای مطالعات مورد نیاز در مورد خواص دارویی آن فراهم می کند.”

بسیاری از سؤالات اضافی مانند چگونگی S. adaraanum و همزیست تولید کننده پالمرولید آن در سراسر چشم انداز اقیانوس های قطب جنوب توزیع شده است، یا اینکه پالمرولید A چه نقشی در بوم شناسی این گونه آسیدین ایفا می کند. به همین ترتیب، بررسی دقیق در مورد چگونگی کد ژنی آنزیم‌های سازنده پالمرولید A موضوع گزارش جدیدی است که به زودی منتشر می‌شود.

برای زنده ماندن در محیط خشن و غیرمعمول کف دریای قطب جنوب، آسیدین ها و سایر بی مهرگان مانند اسفنج ها و مرجان ها روابط همزیستی با میکروب های مختلف ایجاد کرده اند که در تولید ویژگی هایی مانند رنگدانه های محافظ نور، نورتابی زیستی و عوامل دفاعی شیمیایی نقش دارند. . ترکیبات تولید شده توسط این میکروب ها ممکن است کاربردهای دارویی و بیوتکنولوژیکی برای انسان در علم، بهداشت و صنعت داشته باشد. پالمرولید A یکی از نمونه های بسیاری است که هنوز کشف نشده است.

پاتریک چین، دانشمند ارشد، گفت: “در طول دوره جداسازی قطعات ژنومی بسیاری از گونه های مختلف در میکروبیوم، ما متوجه شدیم که ژنوم این میکروب جدید به نظر می رسد دارای نسخه های متعددی از ژن های مسئول تولید پالمرولید باشد.” و همکار آزمایشگاه با LANL. “با این حال، نقش هر نسخه و مقررات، برای مثال، ناشناخته است. این نشان می دهد که پالمرولید احتمالا برای باکتری یا میزبان بسیار مهم است، اگرچه ما هنوز نقش بیولوژیکی یا اکولوژیکی آن را در این محیط قطب جنوب درک نکرده ایم.”

موری افزود: «این یک مثال زیبا از این است که چگونه طبیعت بهترین شیمیدان موجود در جهان است. این واقعیت که میکروب‌ها می‌توانند این ترکیبات زیست‌فعال و گاهی سمی را بسازند که می‌تواند به میزبان‌ها کمک کند تا بقای خود را تسهیل کنند، نمونه‌ای از پیچیدگی‌های تکاملی است که بین میزبان و شرکای میکروبی آن‌ها و دست دادن‌های شیمیایی که زیر پاهای ما در گوشه و کنار در حال انجام است، است. سیاره.”