[生物通讯]Wisconsin-Madison大学的科学家通过探查两种不同但又存在联系的土壤微生物，发现了一组司管着一类高效抗癌物质的生产的基因。

    这项研究的领导人为Wisconsin-Madison大学的药理学教授Jon Thorson和Ben Shen。研究分为两篇文章同时发表在8月16日期的《科学》（Science）杂志上。文章描述，这些土壤细菌遗传元件负责产生的毒素可以位列当今已知最有效的抗癌药剂中。

    这组基因的发现预示着又一支强大的抗癌药物新家族即将登上实践舞台。

    “这个分子治疗癌症如此有效，它作用的一定是一个特殊的靶点。”Thorson说。“有了这个分子，你只需一两个分子就可以杀死癌细胞。这与现有的大多数抗癌药物都不同。”

    Shen 和Thorson发现的这个遗传通路产生的一类叫做enediyne的化学物质。enediyne发现于20世纪60年代，科学家们长久以来一直对这类由土壤细菌产生的天然毒素的潜力很有兴趣。但enediyne复杂的化学结构（于1985年首次揭示）以及极端的反应性使其很难合成和通过常规方法使用。

    而这次负责产生enediyne的基因的发现意味着现在可以批量生产enediynes了，而且产生的enediynes分子具有的新特点使其大大易于用作癌症治疗药物。

    “我们发现了生产这类化合物的遗传原材料。”Shen说。“掌握了这些基因，我们就可以将它们一一分离，然后再重新放回细菌中，通过我们的处理就可以大大提高enediynes的产量，从而开发出治疗癌症的新化合物。

    以两种不同的土壤细菌－－一种来自北美一种来自中国－－为研究对象，Shen 和 Thorson 发现二者的enediyne遗传通路极为相似，这表明产生这类毒素的微生物可能都源自一个遥远的共同祖先。在自然界中，能够产生enediyne的微生物都倾向于生长缓慢，产生这种毒素是为了防止被大量繁殖的其它微生物竞争对手倾轧。

    enediyne是通过截断细胞中的DNA链，剪切掉目标DNA来发挥毒效的。由于enediyne十分有效－－有效性甚至超过现今一些抗肿瘤药物的1000倍，因而使用很少的enediyne就可以杀死癌细胞。

    “同时，由于这个分子是非常致命的，因而它必需被引向特定的靶细胞。它能够附着到一个抗体上，这个抗体指引enediyne一路找到癌细胞。”Thorson 解释说。

    enediyne精确靶向癌细胞的能力使其少量使用就可以杀死癌细胞。这也大大限制了化疗等引起的不良副作用如恶心和脱发等。

    enediyn家族的成员已被临床用作治疗多种癌症如急性粒细胞白血病（acute myeloid leukemia ，AML)等。但它们的使用严重受限于enediyne分子复杂的天然化学机构。合成enediyne分子需要多达50个步骤，制备流程复杂繁冗已成为基于enediyne的抗癌药物的使用的一个严重限制因素。

    现在查明控制enediyne细菌产生这种毒素能力的遗传通路，科学家就可以通过其它方法来大量培养enediyne细菌，提取它们产生的enediyne用于研究和临床。

    “这些是可以驯服的细菌，可以通过发酵使它们成为生产enediyne分子的基地。”Shen说。“通过遗传工程我们还可以改造enediyne的反应特性，解决enediyne分子的代谢和生产问题。”

消息来源：Wisconsin-Madison大学

生物通摘译自BIO.COM