2022年4月，研究人员在南极沿海水域的海鞘身上发现一种细菌能产生帕默内酯。帕默内酯属于一种化合物，该化合物可能有助于治疗人类黑色素瘤——一种最危险的皮肤癌。 2006年，研究人员首次从生活在南极半岛帕尔默站附近海底的海鞘中分离出帕默内酯。他们怀疑这种化合物是由生活在海鞘组织中的共生微生物产生的，但无法确定是哪种微生物产生了这种化合物。
图为海鞘，它们身上的细菌能产生帕默内酯，帕默内酯是抑制黑色素瘤细胞繁殖的抗癌化合物通过对寄生在海鞘中的所有微生物的DNA进行测序，科学家们现已经确定产生帕默内酯的生物体。这是一种未被研究过的细菌，叫做Candidatus Sloinicihabitans palmerolidicus，目前还未被实验室培养出来。通过一番推理，研究人员首次绘制出南极洲天然抗癌化合物背后的遗传机制图。他们还发现，除了寄生在这种特殊海鞘中的微生物之外，任何其他已知的生物都不会产生帕默内酯。研究人员表示，这一发现是科学界的巨大飞跃，有助于科学家开创一套专门针对黑色素瘤的天然衍生疗法。实验研究的下一步则是计划在实验室中培养帕默内酯，或者利用生物工程来制造它。海洋植物、动物和微生物为人类提供了许多天然产物，这些产物可以用于医学治疗，如能降低胆固醇等。通常，这些化合物对产生它们的生物体有特定的用途：它们可以提供化学防御以抵御捕食者，保护生物体免受紫外线伤害等。一般情况下，这些化合物是从生活在温带或热带水域的生物中分离出来的，很少在南极洲发现。南极海鞘是马铃薯形状的无脊椎动物，栖息于海洋中，大多数成年海鞘永久性地附着在海底岩石或其他坚硬表面上。南极海鞘身上的细菌能产生帕默内酯，之所以得名帕默内酯，是因为它是在帕尔默站附近发现的。帕默内酯与一类被称为大环内酯类的分子有关，大环內酯类是常用的抗生素。当研究人员发现帕默内酯时，认为它有可能杀死黑色素瘤细胞，而不干扰其他类型的细胞，这是因为帕默内酯比其他细胞更能抑制黑色素瘤细胞所需的酶。大多数癌症治疗方法会杀死健康细胞和癌变细胞，因此帕默内酯可以为黑色素瘤提供另一种治疗选择。
两年前，穆雷（Murray）和她的同事对帕尔默站附近生活的60多只海鞘进行组织样本采集，发现并鉴定了存在于动物组织中的21种细菌。在这项新研究中，他们对从这些样本中收集的DNA进行测序，以确定这21种细菌中的哪一种细菌产生了帕默内酯。穆雷说：“帕默内酯和创造它的基因真的是独一无二的。对我来说，这是一个非常有趣的谜题。我们能够在这里用多种科学方法真正地解决了这个存在15年的问题。这个发现是令人兴奋的，因为专门针对治疗黑色素瘤的药物并不多。”但是，研究人员不确定这种海鞘及产生帕默内酯的细菌存在于南极洲哪个具体地方。他们的下一步是收集更多的样本，尝试在实验室中培养细菌，或者找到替代宿主来生产帕默内酯。许多类型的共生细菌之所以很难在实验室中培养，是因为它们喜好的生活条件难以模拟。穆雷对他的研究团队非常有信心。他说：“目前基因组的实验暂没有难以攻克的困难，我对该项目的研究感到兴奋，同时也充满着希望。”黑色素瘤：通常是指恶性黑色素瘤，是黑色素细胞来源的一种高度恶性的肿瘤，简称恶黑，多发生于皮肤，也可见于黏膜和内脏，约占全部肿瘤的3%。皮肤恶性黑色素瘤占皮肤恶性肿瘤的第三位（约占6.8%~20%）。
译者：周花影榕 李沐慈
原文链接：https://antarcticsun.usap.gov/science/4719/
