海綿共附生真菌多樣性及其次級(jí)代謝產(chǎn)物的研究進(jìn)展

宋愷胡潔林文翰季宇彬

（1. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心，哈爾濱 150076；2. 國(guó)家教育部抗腫瘤天然藥物工程研究中心，哈爾濱 150076；3. 北京大學(xué)天然藥物及仿生藥物國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100191）

海綿共附生真菌多樣性及其次級(jí)代謝產(chǎn)物的研究進(jìn)展

宋愷1，2，3胡潔3林文翰3季宇彬1，2，3

（1. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心，哈爾濱 150076；2. 國(guó)家教育部抗腫瘤天然藥物工程研究中心，哈爾濱 150076；3. 北京大學(xué)天然藥物及仿生藥物國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100191）

海綿由于其獨(dú)特的生理結(jié)構(gòu)、進(jìn)食方式使其體內(nèi)部聚集了大量的微生物，這些微生物產(chǎn)生了多種結(jié)構(gòu)新穎的生物活性物質(zhì)，因此海綿及其共附生微生物的研究成為了海洋藥物研發(fā)的熱點(diǎn)。就海綿中共附生真菌的分布情況，新技術(shù)的應(yīng)用及其生物次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物活性展開(kāi)綜述。

海綿 共附生真菌 次級(jí)代謝產(chǎn)物 化學(xué)防御 生物活性

1 海綿與其共附生微生物關(guān)系

海綿（Sponge）是地球上最原始的無(wú)脊椎生物，屬于多孔動(dòng)物門(mén)（Porifera），共有1 000多種，占所有海洋動(dòng)物總數(shù)的1/15。作為底棲生物，海綿附著于海洋底層，通過(guò)不斷振動(dòng)體壁的鞭毛，使含有食餌的海水不斷從這些小孔滲入瓶腔，進(jìn)入體內(nèi)。當(dāng)海水從瓶壁滲入時(shí)，水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如動(dòng)植物碎屑、藻類、微生物等，便被領(lǐng)鞭毛細(xì)胞捕捉后吞噬。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被消化吸收，廢物隨海水從出水口流出體外。在這個(gè)過(guò)程中，可以過(guò)濾70%以上的微生物。所以一株海綿中常常存有上百種微生物［1，2］。

這些共附生的微生物涵蓋了放線菌、細(xì)菌、真菌等。按分布位置可分成3類：（1）海綿體表附生的微生物，種類與外界微生物種類相似，隨著海洋環(huán)境的變化而變動(dòng)；（2）沒(méi)有被海綿吞噬的微生物，會(huì)駐留在海綿中質(zhì)層內(nèi)，是海綿共附生微生物中數(shù)量最多的一類；（3）長(zhǎng)期寄居在海綿細(xì)胞細(xì)胞核內(nèi)的微生物，其具有宿主特異性［2］。

在長(zhǎng)期共同進(jìn)化的過(guò)程中，海綿與其共附生微生物之間形成了奇妙的關(guān)系。產(chǎn)生了許多具有特殊結(jié)構(gòu)和生理學(xué)功能的活性物質(zhì)、構(gòu)建了強(qiáng)大的化學(xué)防御武器。早前的研究，一直將研究的重點(diǎn)集中在海綿個(gè)體上，沒(méi)有考慮到海綿與其共附生微生物的關(guān)系，忽略了微生物對(duì)于海綿的特殊意義。最近的

研究顯示，從海綿來(lái)源微生物發(fā)酵液中分離到的化合物結(jié)構(gòu)與之前從其宿主中獲得的化合物結(jié)構(gòu)十分相似，因此有人推測(cè)，在海綿中分離到的很多化合物可能都由附生在其中的微生物產(chǎn)生［3］。2004年，科學(xué)家們從Theonella swinhoei海綿中發(fā)現(xiàn)了兩種物質(zhì)［4］，它們的結(jié)構(gòu)中都包含了聚酮骨架結(jié)構(gòu)。而編碼這一類結(jié)構(gòu)的基因經(jīng)測(cè)序、比對(duì)，發(fā)現(xiàn)是來(lái)源于一種原核生物，就此推測(cè)該化合物可能是由附著在海綿上的細(xì)菌產(chǎn)生的［4］。

雖然目前還不能明確海綿共附生微生物在海綿生活過(guò)程中所承擔(dān)的具體作用，但是有越來(lái)越多的證據(jù)顯示，它們是一個(gè)和諧的有機(jī)體。2004年P(guān)erovic-Ottstadt等［5］首次報(bào)道了Suberites domuncula海綿的細(xì)胞表面存在一種可以識(shí)別1，3-β-葡萄糖的受體，人們就此推測(cè)海綿就是依靠這種分子機(jī)制來(lái)辨別其周?chē)h(huán)境中的真菌。此外，2006年，Rot等［6］在海綿體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了具有內(nèi)含子的線粒體，而海綿的線粒體基因組中不含有內(nèi)含子。這說(shuō)明海綿與其他物種之間出現(xiàn)了水平基因的轉(zhuǎn)移，此線粒體后被證實(shí)來(lái)源于一種真菌。這一發(fā)現(xiàn)提示，在微生物與其寄主之間可能存在某些特殊的交流方式。

2 新技術(shù)的應(yīng)用

由于近些年來(lái)分子生物學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，許多新技術(shù)應(yīng)用到了海洋微生物的研究領(lǐng)域。例如，PCR擴(kuò)增技術(shù)、16S DNA文庫(kù)、限制性內(nèi)切酶片段長(zhǎng)度多態(tài)性（Restriction fragment length polymorphism，RFLP）、變性梯度凝膠電泳技術(shù)（Denaturing gradient gel electrophoresis，DGGE）和熒光原位雜交技術(shù)（Fluorescentin situhybridization，F(xiàn)ISH）等的應(yīng)用，使得許多不可培養(yǎng)的海綿共附生微生物的相關(guān)研究取得了進(jìn)展，更多的菌種被發(fā)現(xiàn)，豐富了海洋微生物的多樣性［7］。

2.1 PCR聚合酶鏈反應(yīng)

PCR是一種常用的分子生物學(xué)技術(shù)，是通過(guò)模擬生物體內(nèi)的遺傳物質(zhì)的復(fù)制過(guò)程，實(shí)現(xiàn)在體外對(duì)DNA或RNA片段進(jìn)行擴(kuò)增。PCR技術(shù)的特點(diǎn)在于可快速?gòu)奈⒘繕悠分械玫轿覀兯枰幕蛐畔ⅲ瑹o(wú)需大規(guī)模的發(fā)酵培養(yǎng)，非常適合復(fù)雜微生物體系的研究，可以在分子水平對(duì)于共生微生物進(jìn)行菌種鑒定，功能基因的篩選等。除此之外，PCR擴(kuò)增也是克隆文庫(kù)建立、酶切試驗(yàn)中的一個(gè)組成部分。

2.2 16S rDNA/18S rDNA

由于16S rDNA、18S rDNA的高度保守性，一直被廣泛地應(yīng)用于菌種的鑒定分析及微生物遺傳性研究?？蒲腥藛T可通過(guò)設(shè)計(jì)特定引物，應(yīng)用PCR擴(kuò)增得到目的片段，經(jīng)測(cè)序后比對(duì)，得到未知菌種的生物學(xué)信息，這是目前公認(rèn)的比較快速、有效的鑒定分類方法。關(guān)于海綿中共附生細(xì)菌16S rDNA的研究較多，相關(guān)真菌的信息報(bào)道較少。上海交通大學(xué)科研人員完成了我國(guó)永興島海域海綿共附生真菌的相關(guān)研究［8］，通過(guò)對(duì)保守區(qū)18S rDNA的研究建立了進(jìn)化樹(shù)，分析了種屬間的親緣關(guān)系豐富了菌種的多樣性，確立了微生物的進(jìn)化和分類關(guān)系。

2.3 DGGE

DGGE即變性梯度凝膠電泳，是根據(jù)DNA在不同濃度的變性劑中解鏈行為的不同而導(dǎo)致電泳遷移率發(fā)生變化，從而將片段大小相同而堿基組成不同的DNA片段分開(kāi)。近些年來(lái)，海綿共附生微生物的研究中也應(yīng)用了這一技術(shù)。

DGGE對(duì)微生物的分析通常包括：DNA提取，16S rRNA序列的PCR擴(kuò)增以及DGGE指紋圖譜分析。也可通過(guò)基因克隆、建立16S rDNA文庫(kù)，通過(guò)系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)的建立，分析微生物多樣性信息。 這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，可以避免對(duì)與同一個(gè)生物體中存在的多個(gè)相似度高的菌株進(jìn)行重復(fù)研究，最大程度上的降低試驗(yàn)量。

2.4 RFLP

RFLP是一種利用限制性核酸酶切片段長(zhǎng)度差異來(lái)檢測(cè)生物個(gè)體之間差異的分子標(biāo)記技術(shù)。Lee等［9］為了研究濟(jì)州島海域海綿中微生物的種群信息，利用RFLP技術(shù)對(duì)分離自海綿的微生物進(jìn)行酶切，將170株微生物分成了19個(gè)代表型。中科院大連化學(xué)物理所的研究人員利用巢式PCR和RFLP的方法對(duì)兩株海綿中的非培養(yǎng)的微生物進(jìn)行研究，結(jié)果196株微生物被分成了46個(gè)代表型，證實(shí)了海綿中微生物的多樣性。這次試驗(yàn)的成功也為日后設(shè)計(jì)分離不可培養(yǎng)微生物作出了嘗試［10］。

3 海綿共附生真菌多樣性及其分布情況

2008年，Li等［11］從海綿Gelliodesfibrosa、Haliclona caerulea和Mycalearmata中分離到可培養(yǎng)真菌235株，通過(guò)形態(tài)學(xué)分類并用分子生物學(xué)的方法對(duì)其保守區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)增，將其歸為26個(gè)屬；同年，Gao等［12］對(duì)另外兩種海綿Suberiteszeteki和Mycalearmata展開(kāi)共附生真菌種群多樣性的研究，略有不同的是，此次研究并沒(méi)有通過(guò)分離培養(yǎng)后抽取DNA的方法進(jìn)行PCR擴(kuò)增，而是將海綿及其共生微生物的基因組同時(shí)提取出來(lái)，建立基因文庫(kù)、利用 DGGE 的方法闡述共生微生物的多樣性，此方法將分離到的共生真菌歸為子囊菌門(mén)（Ascomycota）和擔(dān)子菌門(mén)（Basidiomycota）下11個(gè)目下的44種。2011年，Zhou等［8］分離并鑒定了來(lái)源于我國(guó)南海的海綿共附生真菌177株并進(jìn)行了RFLP酶切多態(tài)性分析，通過(guò)18S rRNA 的擴(kuò)增、測(cè)序、BLAST比對(duì)發(fā)現(xiàn)，這些分別屬于子囊菌門(mén)（Ascomycota）下4個(gè)目的10個(gè)屬。其中青霉屬（Penicillium）和曲霉（Aspergillus）是優(yōu)勢(shì)種群。并利用分子探針對(duì)其PKS、NRPS基因簇進(jìn)行篩選和測(cè)序比對(duì)。

2013年，巴西科學(xué)家從海綿等海洋生物中分離了得到了256株真菌，181株細(xì)菌［13］。利用PCR擴(kuò)增真菌28S rDNA、細(xì)菌16S rDNA序列。并利用先進(jìn)的擴(kuò)增核糖體DNA限制性分析（Amplified ribosomal DNA restriction analysis，ARDRA）技術(shù)選取不同的內(nèi)切酶，對(duì)擴(kuò)增得得到的保守序列進(jìn)行酶切，最后通過(guò)酶切圖譜來(lái)分析菌間的多樣性。揭示了海綿中豐富的微生物資源，而ARDRA技術(shù)的應(yīng)用也幫助人們更好地了解微生物種群多樣性。

4 共附生真菌相關(guān)代謝產(chǎn)物及其活性的研究

早在1950年就有報(bào)道說(shuō)從海綿中分離到活性物質(zhì)，此后陸續(xù)從海綿中發(fā)現(xiàn)許多結(jié)構(gòu)新穎，活性特異的化合物。海綿及其共附生真菌中的活性物質(zhì)具有易成環(huán)、不飽和程度高等特點(diǎn)。主要的生物學(xué)活性包括細(xì)胞毒、抗菌、抗病毒、生物毒素和酶抑制劑等［14］。

4.1 抗腫瘤、細(xì)胞毒活性

自從1997年，日本科學(xué)家第一次報(bào)道了海綿共生真菌產(chǎn)生的3種活性物質(zhì)對(duì)于P388淋巴癌細(xì)胞具有顯著的細(xì)胞毒活性［15］以來(lái)，越來(lái)越多的海綿真菌來(lái)源的活性物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)具有抗腫瘤活性。

2011年，Cohen等［16］在地中海海綿Psammociniasp.的共生真菌Aspergillus insuetus的發(fā)酵液中提取到了7個(gè)化合物，其中4個(gè)化合物（1-4）屬首次發(fā)現(xiàn)（圖1）。

圖1 化合物1-7結(jié)構(gòu)圖［16］

對(duì)這7種化合物進(jìn)行抗真菌Neurospora crassa及對(duì)于MOLT-4人急性淋巴母細(xì)胞白血病細(xì)胞的藥理學(xué)試驗(yàn)，結(jié)果顯示，化合物1、6、7的最低抑菌濃度分別為140、242和162 μmol/L?；衔?、4、7對(duì)于MOLT-4細(xì)胞的抑制率分別為51%、55%、72%。

2012年，Sun等［17］從Xestospongia testudinaria海綿中的Aspergillussp.的發(fā)酵液中分離到3個(gè)新化合物disydonols A-C（8-10），和一個(gè)已知化合物（S）-

（+）-sydonol（11）（圖2）。

圖2 化合物8-11結(jié)構(gòu)圖［17］

通過(guò)MTT法對(duì)于HepG-2和人宮頸癌細(xì)胞進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)化合物1和3顯示出細(xì)胞毒活性，IC50值分別為9.31、2.40 μg/mL，2.91和10.20 μg/mL。而化合物2則沒(méi)有細(xì)胞毒活性IC50＞100 μg/mL）。

2013年，Amagata等［18］從海綿來(lái)源的真菌Gymnascella dankaliensis分離到了一種聚酮酪氨酸類的衍生物dankastatin C（12）和一種已知的類固醇化合物demethylincisterol A3（13），（結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3），這種化合物第一次被發(fā)現(xiàn)是在Homaxinella 海綿中。Dankastatin C（12）顯示出對(duì)于淋巴細(xì)胞白血病P388有很強(qiáng)的抑制作用。陽(yáng)性藥物五氟尿嘧啶作為陽(yáng)性藥物，ED50值為78 ng/mL。

圖3 化合物12-13結(jié)構(gòu)圖

4.2 抗菌

據(jù)統(tǒng)計(jì)，有微生物生物膜參與的感染占到人類感染性疾病的總數(shù)的80%，這已嚴(yán)重威脅到了人類的健康。表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）是一種寄居在人皮膚的正常菌群，一般情況下不會(huì)引發(fā)疾病，是一種機(jī)會(huì)致病菌，由于近年來(lái)臨床治療中越來(lái)越多的醫(yī)療設(shè)備器材的使用，有關(guān)表皮葡萄球菌致病的消息屢見(jiàn)不鮮，其引發(fā)的感染日益嚴(yán)重，目前已經(jīng)成為臨床中最常見(jiàn)的病原體。加之近些年抗生素的過(guò)度使用，導(dǎo)致臨床上耐藥菌株大量產(chǎn)生，新型抗生素的研究成為藥物研究的熱點(diǎn)。2013年，Scopel等［19］從海綿來(lái)源的一株真菌Penicilliumsp. F37中分離到一種環(huán)二肽類化合物，藥理學(xué)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種化合物可以通過(guò)抑制微生物生物膜的形成來(lái)影響致病菌的生長(zhǎng)，對(duì)臨床常見(jiàn)致病菌表皮葡萄球菌的抑制率達(dá)到了85%，是一種很有潛力的抗菌先導(dǎo)化合物。

Kong等［20］在海綿的真菌Metarhizium anisopliae mxh-99發(fā)酵液中分離到的兩種化合物對(duì)于枯草分支桿菌的抑制作用，isochaetochromin B2（6）和ustilaginoidin D（7）的MICs值為50.0 μg/mL。對(duì)于肺結(jié)核致病菌有較強(qiáng)的抑制作用。

Subramani等［21］從Melophlussp.海綿中分離得到的Penicilliumsp.中分離到了桔霉素，此前的研究結(jié)果顯示，桔霉素對(duì)于多種多藥耐藥菌株具有很強(qiáng)的抑制作用。對(duì)鰓足蟲(chóng)幼蟲(chóng)也有細(xì)胞毒活性。

2010年，Meenupriya等［22］在科瓦藍(lán)海岸采集

到Callyspongiaspp.海綿樣品分離了海綿中可培養(yǎng)的共附生真菌，并對(duì)其進(jìn)行ITS和5.8S區(qū)的分子水平鑒定。而后將待測(cè)的6株真菌與致病菌（金黃色葡萄球菌和大腸桿菌）共培養(yǎng)，通過(guò)測(cè)量抑菌環(huán)大小的方法來(lái)判斷抑菌活性強(qiáng)弱，結(jié)果顯示真菌Aspergillus flavus顯示出潛在的抗菌活性。對(duì)這金葡菌和大腸桿菌的抑菌圈分別為18和31 mm。而兩種真菌濾液的抑菌效果更強(qiáng)，對(duì)以上兩種的抑菌圈分別為27和42 mm，顯示出很強(qiáng)的抑菌活性。

4.3 抗病毒

海水中存在大量的致病菌群，而海綿為了免遭感染，在長(zhǎng)期進(jìn)化的過(guò)程中，與其共附生微生物形成很好的默契，產(chǎn)生了一系列具有抗微生物的活性物質(zhì)。Peng等［23］在海綿來(lái)源的Epicoccumsp.JJY40中分離到一個(gè)新化合物（14）以及一個(gè)已知結(jié)構(gòu)化合物（15）發(fā)現(xiàn)這類含有長(zhǎng)鏈的結(jié)構(gòu)，在天然產(chǎn)物中是很少見(jiàn)的。并對(duì)這兩種化合物進(jìn)行抗H1N1病毒的活性試驗(yàn)，結(jié)果顯示兩者的IC50值分別為91.5和 101.3 μmol/L。而傳統(tǒng)抗病毒藥利巴韋林作為陽(yáng)性參考的IC50值為114.8 μmol/L。這兩種化合物下顯示出很強(qiáng)的抗病毒活性。化合物1還對(duì)NF-κB有抑制作用，是一種極具開(kāi)發(fā)價(jià)值的先導(dǎo)化合物，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。

圖4 化合物14-15結(jié)構(gòu)圖［23］

4.4 抗瘧原蟲(chóng)

Almeda等［24］在海綿Callyspongiasp. cf.C. flammea中分離到一種真菌Stachylidiumsp.分離得到4種化合物marilones A-C，silvaticol。其中marilones A B的骨架結(jié)構(gòu)很少見(jiàn)。它們的生物學(xué)活性也特殊，其中marilones A可以抑制瘧原蟲(chóng)肝期感染。其IC50值為 12.1 μmol/L，Marilone B（2）表現(xiàn)出對(duì)于5-HT的拮抗作用。

4.5 降解污染物

海綿生活在海洋中，而每天有大量的污染物被排放入海，這勢(shì)必會(huì)給海綿帶來(lái)傷害。不過(guò)我們采集到的海綿，體表都很光滑、潔凈。推測(cè)海綿中可能附生著可以降解油污的微生物。

Kirana等［25］在印度半島海域采集到的海綿Fasciospongia cavernosa中分離到了一種共附生真菌Aspergillus ustus MSF3，并在其中發(fā)現(xiàn)了一種生物表面活性劑20℃時(shí)，pH7.0時(shí)使用葡萄糖肉湯為培養(yǎng)基時(shí)，這種活性產(chǎn)物的產(chǎn)量最高。此課題組也報(bào)道了篩選具有表面活性劑潛力生產(chǎn)菌的方法。

4.6 其他

海綿生活在復(fù)雜的海洋中，經(jīng)常要面對(duì)來(lái)自各方面的威脅，許多水生生物如壺藻，藻類等喜歡附著在其他生物體表面，掠奪其他生物的生存空間和食物。海綿共附生的微生物就會(huì)產(chǎn)生一些具有化學(xué)防御作用的活性物質(zhì)來(lái)保護(hù)自己和宿主。趙琨等［26］在中國(guó)南海海綿中分離獲得一株真菌Pleosporaceaesp.［27］，發(fā)現(xiàn)，其發(fā)酵液的乙酸乙酯提取物對(duì)豐年蟲(chóng)具有較強(qiáng)的殺傷性，同時(shí)表現(xiàn)出對(duì)藤壺幼蟲(chóng)的抑制作用。

5 小結(jié)

我國(guó)海域遼闊，海綿及其他底棲生物資源極為豐富。其中所富含的微生物資源更是天然寶藏。且微生物具有繁殖快，培養(yǎng)成本低廉等特點(diǎn)、可綜合利用發(fā)酵等現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，因此海綿共附生微生物來(lái)源藥物具有極大的開(kāi)發(fā)潛力。

本實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展了海綿來(lái)源微生物多樣性及天然代謝產(chǎn)物性的研究工作，從海綿及珊瑚中分離可培養(yǎng)真菌400余株，在海綿來(lái)源真菌的發(fā)酵液分離到天然產(chǎn)物。運(yùn)用現(xiàn)代分子生物學(xué)手段，通過(guò)PCR的方法擴(kuò)增真菌ITS rDNA 進(jìn)行分子水平的鑒定，已完成的工作發(fā)現(xiàn)這些可培養(yǎng)真菌分屬于30余屬，其中優(yōu)勢(shì)菌種為曲霉（Aspergillus）和枝孢菌（Cladosporium）。這與之前李志勇等的研究報(bào)道中有關(guān)海綿共附生微生物的種群分布情況有所不同，分

析原因可能是由于海綿所在海域及其種類不同造成的，而另一個(gè)主要的原因經(jīng)推測(cè)可能是在研究中使用了不同的微生物篩選條件及鑒定方法產(chǎn)生了不同的結(jié)果。我們還對(duì)真菌18S rDNA進(jìn)行RFLP酶切試驗(yàn)及藥理活性篩選，研究其生物多樣性及活性。與此同時(shí)，根據(jù)分離得到的化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了生物合成途徑的推測(cè)，利用功能酶基因作為探針在建立的Fosmid文庫(kù)中對(duì)合成相關(guān)基因簇進(jìn)行篩選。其他相關(guān)工作也在同步進(jìn)行中。

目前這一領(lǐng)域存在很多亟待解決的問(wèn)題。首先，能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室人工分離到并可培養(yǎng)的共附生微生物僅占全部微生物的很小一部分，絕大多數(shù)微生物類群仍然未被分離和認(rèn)識(shí)。其次，在千百年的進(jìn)化過(guò)程中海綿與其共附生微生物構(gòu)成了和諧的整體，為了應(yīng)對(duì)海洋中捕食者的獵殺、競(jìng)爭(zhēng)者的侵略、病原菌的侵害及環(huán)境脅迫等情況，產(chǎn)生了一系列獨(dú)特的化學(xué)防御物質(zhì)，這些活性物質(zhì)在抗炎、抗病毒、抗氧化發(fā)揮著特殊的作用。但是，很多特殊結(jié)構(gòu)功能的次級(jí)代謝產(chǎn)物是在特殊環(huán)境中應(yīng)激所產(chǎn)生的，而在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的條件下，這些代謝通路可能關(guān)閉，如何使這些沉默基因表達(dá)值得人們思考。例如，進(jìn)行菌種間的共培養(yǎng)、模擬生物體原本的生活環(huán)境等。再者，科學(xué)家們已經(jīng)進(jìn)行了大量微生物代謝產(chǎn)物的化學(xué)分離工作，新結(jié)構(gòu)的化合物層出不窮，但相關(guān)藥理學(xué)篩選模型還比較單一，針對(duì)性不強(qiáng)。如果從化學(xué)生態(tài)學(xué)的角度分析這些活性物質(zhì)的產(chǎn)生原因，或許可以認(rèn)識(shí)這些結(jié)構(gòu)各異的化學(xué)物質(zhì)的獨(dú)特活性。除此之外，近年來(lái)基于分子生物學(xué)技術(shù)在海洋微生物代謝產(chǎn)物研究中的應(yīng)用，一系列生物合成基因簇被發(fā)現(xiàn)，相關(guān)化合物的生源途徑的研究也有報(bào)道。不過(guò)相較于陸生微生物，人類對(duì)于海洋微生物的了解還知之甚少。如何優(yōu)化使用這些現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，對(duì)于人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)、利用海洋微生物資源，開(kāi)發(fā)海洋藥物有著極其重要的意義。

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（責(zé)任編輯 狄艷紅）

Studies on Diversity of Sponges-associated Fungi and Their Secondary Metabolites

Song Kai1，2，3Hu Jie3Lin Wenhan3Ji Yubin1，2，3
（1. Research Center on Life Sciences and Environmental Sciences，Harbin University o f Commerce，Harbin 150076；2. Engineering Research Center of Natural Anticancer Drugs，Ministry of Education，Harbin 150076；3. State Key Laboratory of Natural and Biommietic Drugs，Peking University，Beijing 100191）

Because of the unique physiological structure and digest system, marine sponges enrich large numbers of microorganisms. Lots of novel bioactive compounds were isolated and identified from sponges-associated fungi, which is highlight in marine drug discovery. The development on the distribution of fungi, the application of new technique, novel bioactive secondary metabolites and biological activities were reviewed.

Sponge Symbiotic-fungi Secondary metabolites Chemical defense Bioactivity

2013-09-29

國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目（2011AA090701）

宋愷，男，碩士研究生，研究方向：海洋天然產(chǎn)物生物合成；E-mail：unochris1314@163.com

季宇彬，男，博士生導(dǎo)師，研究方向：抗腫瘤藥物；E-mail：jyb@hrbcu.edu.cn