我们经常从大自然中寻找灵感和治疗疾病的新方法。但是为了把化学物质从海底带到床边，马塞尔·贾斯贝尔斯正在深入海洋……
马塞尔-我叫马塞尔·贾斯珀斯。我是阿伯丁大学的化学教授。我经营着一个叫做“海洋生物发现中心”的实验室。我们关注的主要工作是从海绵、软珊瑚、海鞘以及细菌和真菌等海洋生物中发现可能具有药物应用价值的新分子。
克里斯:为什么是这些物种?
Marcel -最初是无脊椎动物;海绵、软珊瑚和海鞘很有趣，因为它们显然有其他防御手段。所以我们研究它们是因为它们有一种化学防御系统，也许可以作为另一种免疫系统，这些化合物往往非常非常活跃。它们不仅在许多分析中都很活跃，在许多生物测试中，它们也与我们从陆地物种中发现的化合物有很大的不同。
克里斯-它们是如何影响生物体的呢，比如猎物，或者它们试图击退的可能攻击它们的东西?它们在生理上是如何起作用的?
马塞尔:所以，就机理而言，有一些非常复杂的。一个经典的例子是它可能与抑制肌动蛋白聚合有关所以它基本上阻止细胞分裂。这是一个经典的机制。为了使化合物对生物体本身没有毒性，它们有修饰的肌动蛋白;比如说，在海绵中，你可能会发现。同样，在其他生物体中只有化合物有一个保护帽所以当细胞被打破时，酶被释放化合物被分成两部分分为活性部分和非活性部分。所以这是一种非常优雅的方法来确保它不会自杀。
克里斯:所以，我们试图通过观察这些物种是如何做到的，并问:“我们能复制这个吗?”来深入研究大自然的药箱。
马塞尔-没错。所以首先，我们试着得到这种化合物，作为大自然创造的东西和它的好处，在这个阶段，我们正试图复制或从那些生物体中提取基因并将它们放入更容易生长的生物体中。到目前为止，我们已经成功了一次，我们正在努力使它达到一个实际可行的水平。一开始产量很低，每10升培养基只能得到1毫克。你真正需要的是每升的克数。所以这是从小规模到大规模的一大步。
Chris -你提到你也在研究微生物。这些是什么，海底微生物吗?
马塞尔:主要是海底微生物，但也有生长在海绵和软珊瑚内部的微生物。首先，我们从这个开始是因为海绵本身就像一个巨大的微生物工厂。可能高达40%的海绵是细菌生物量或真菌生物量，这几乎就像海绵养殖细菌出于某种原因，可能是为了保护自己。有些可能是为了食物而养殖的。在海鞘吃自己的细菌的情况下，这是一个已知的现象，但就海绵而言，它们产生了很多有趣的化学反应，有些细菌总是和海绵联系在一起。即使相隔1或2英里，你也可能发现两块海绵，它们含有大致相同的细菌，产生不同的化学物质，我们仍然不知道为什么会这样。
克里斯-那你怎么从“我这里有一块海绵，里面有一些细菌，可能会发生一些有趣的化学反应。”……“有一种化合物在医学上很有前景?”
马塞尔-所以首先，你需要知道你最好的赌注是什么。在天然产物中，我们主要关注的是癌症、炎症、传染病和寄生虫病。这就是它们被证明最有效的地方。大多数通过管道进入市场的药物都是治疗癌症的。市场上有从海螺中提取的止痛药。所以，我们真的在考虑如何从海底到床边——正如人们有时说的那样。答案是，我们需要付出很多努力，才能从小范围，即我们可以分离出的“毫克”量，发展到临床试验所需的公斤级。
克里斯:但是看看这些分子，它们非常复杂，如果你让一个化学家来制造它们，需要30个步骤。每一步都有损失，所以他们最后得到的钱很少。那么答案是不是说，与其在试管中制造，不如让生物体为我们制造?
马塞尔:是的，这就是我们研究细菌的原因。你可以培养它们，你可以把细菌培养到每升可以产生几十毫克的水平，这是可行的。目前生产的两种治疗癌症的药物，都是从海绵体中提取的，一种是从海鞘中提取的叫做ecteinascidin 743或trabectedin。这是一家名为“PharmaMar”的西班牙公司开发的。他们决定采用一种混合过程，这样细菌就能产生一种特定的化合物，然后再进行化学修饰，大约需要30步左右，这在经济上是可行的，因为病人只需要1.5毫克的治疗。我总是对人们说，想象你手上有5到6粒糖。这是治疗癌症的完整方法。
在其他情况下，另一种化合物我想它需要60步合成，同样，他们可以制造克的量，但这是可行的极限。所以下一步就是考虑用大自然自己的方法来劫持这些物质来制造你想要的化合物。
克里斯-找到一个深海生物并培养它容易吗?吃点是一回事大肠杆菌把一些基因放进去，然后说，“给我做胰岛素!”然后在吉尼斯工厂的一个巨大的发酵罐里做。对于生理上已经适应海底生存的生物来说是完全不同的事情。
马塞尔:有不同种类的物种。一个来自陆地环境的正常物种，如果你给它施加压力，它会死在大约3到4000米深的地方。还有其他物种可以在更深的地方生存——6、7、8000米似乎是极限了，它们是耐压物种。但我们真正感兴趣的物种是那些只能在高压下存活的物种，当你在高压下培养它们时，它们的细胞质量基本上会增加。问题是你不能轻易收集它们。如果你收集它们，你必须在压力下收集它们，在压力下把它们带到表面，然后在压力下分离细菌，这是非常非常困难的。所以，人们倾向于做的是有1或2个“工作马”物种，你可以使用，然后分离出感兴趣的基因，并试图克隆它们到一个有机体，你可以处理。在压力下进行培养太难了。
克里斯:你现在有正在研究的化合物吗?
马塞尔:我们从马里亚纳海沟发现了一些有趣的化合物，这是地球上最深的地方。有一种有趣的细菌叫做Dermacoccus abyssi这表明它很深，但也不寻常，因为你通常会发现一个Dermacoccus在皮肤上。它在化学上是独一无二的。它会产生一系列化合物，你会在植物的根中找到最接近的化合物。但这些化合物对锥虫有效，锥虫是导致非洲昏睡病的寄生虫。这个活动很有趣，所以我们现在正试图着手一个合成项目来制造足够多的这些材料。我们已经有了合成技术，我们现在需要把它们发展到一个新的水平，让它们出现，让人们尝试它们。
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