坏琼脂正在杀死实验室酵母,但对药物研发也许是件好使

【字体: 时间:2024年08月02日 来源:Science新闻

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  琼脂,‌学名琼胶,‌是一种由海产植物提取的多糖体,‌具有无色、‌无固定形状的特性,‌在热水中可溶。‌在实验做不出的时候,我们有没有想过可能是琼脂的“锅”?

  

莱茵·普罗塔西奥不明白为什么她所有的细胞都在不断死亡。作为阿肯色大学医学院的一名分子生物学家,她一直试图在培养皿中培养裂变酵母(Schizosaccharomyces pombe)菌落。实验室用这些微生物来研究细胞分裂过程中DNA的变化,但即使在对照实验中,也没有一种酵母存活下来。普罗塔西奥和她的同事们调查了几个可能的嫌疑人——从脏的玻璃器皿到被污染的水——然后发现了一个令人惊讶的罪魁祸首:坏的琼脂。

从海藻中提取的琼脂是一种类似明胶的成分,用于在固体表面上生长酵母。这就像蛋糕面糊里的面粉,普罗塔西奥说。“你永远不会想到面粉——这是最基本的东西。”

然而琼脂却在这里,日复一日地阻挠着实验。事实证明,普罗塔西奥的实验室并不是个例!

去年夏天,当普罗塔西奥第一次发现这种坏琼脂时,她的实验室负责人之一、分子生物学家韦恩·沃尔斯在一个名为PombeList的社区电子邮件组上发布了这一发现。位于完全不同大陆的实验室回应说,他们面临着似乎相同的问题,尽管他们的琼脂来自不同的公司和地区,有时相隔数年。

马萨诸塞大学陈医学院(University of Massachusetts Chan Medical School)的细胞生物学家尼克·莱茵德报告说,早在2006年,他的实验室就收到了一批有毒的琼脂。他的原料来自向普罗塔西奥实验室出售劣质琼脂的同一家公司:Sunrise Science Products。

莱茵德说,这个问题可能并不是在那里出现的。Sunrise和其他实验室用品公司自己不生产琼脂,他们从其他公司购买,这些公司从红藻(一种海藻)的细胞壁中发现的两种多糖——琼脂糖和琼脂胶蛋白——中提取多糖。“我的理解是供应商很少,”莱茵德说。“几乎每个人都从同一家散装供应商那里购买,包装好,然后发出去。”

蒙彼利埃大学(University of Montpellier)的细胞生物学家多米尼克·海姆林格也将注意力集中在来自多个供应商的大量琼脂上。在他联系了沃尔斯之后,两个实验室上个月都在bioRxiv上以预印本的形式发表了他们的担忧。

从那时起,其他研究人员也提出了类似的问题。康奈尔大学研究酿酒酵母代谢的生物学家帕特里克·吉布尼说:“看到其他人也有同样的问题,这很有意义。”和普罗塔西奥一样,他联系了他的琼脂供应商,这次是BD生物科学公司。

吉布尼说,公司进行了调查,并告诉吉布尼什么也没发现。BD给他寄了一批新的琼脂,但那桶琼脂也是有毒的,他说这导致他的实验室进一步拖延。“在科学领域,它们可能会取代产品,但你如何取代5名员工6个月的时间?”

目前还不清楚为什么琼脂首先是有毒的。普罗塔西奥实验室的另一位负责人、分子生物学家马里·戴维森说:“有各种各样的种类和加工方法,最终可能没有供应商能够准确地说出琼脂本身有什么或没有什么。更重要的是,大多数供应商不会告诉任何人谁是原始制造商,我们只会了解他们愿意或能够告诉我们的情况。”

Sunrise告诉《科学》杂志,它的琼脂供应商Global Bioingredients并没有改变其质量控制程序。当普罗塔西奥的实验室带着有毒琼脂理论来到日出公司时,该公司联系了该批次琼脂的其他接受者,没有发现有关报告。

“琼脂是一种天然产物,”Sunrise首席执行官莉兹·凯林说,预计会有变化。该公司经常收到超过150公斤的琼脂,然后将其混合成数百种单独销售的配方。她说,如果不知道琼脂杀死酵母的确切原因,这个谜团就无法解开。“我们还没有答案,因为我们不知道问题出在哪里,也不知道供应商能做些什么。”建议遇到问题的客户与Sunrise取得联系,以便Sunrise提供帮助。

至于琼脂的什么成分能杀死酵母,吉布尼有一些怀疑。在一位同事提到清洗琼脂似乎可以解决问题后,他认为毒素一定是水溶性的。它在琼脂中的存在意味着它可以承受高压灭菌器,这是一种将琼脂加热到121°C 20分钟以准备使用的强烈灭菌过程。“所以不管它是什么,”他说,“它可能不是在高压灭菌过程中会分解的蛋白质。我猜它是某种(海藻)代谢物,或者可能是矿物质。”

莱茵德说,另一种可能性是,红藻、生长在其上的其他藻类,甚至是吃藻类的细菌会产生一种抗真菌化合物,这种化合物会杀死酵母。如果是这样的话,微生物学家的麻烦可能是药物开发人员的福音。“实际上,世界上没有那么多好的抗真菌剂,”他说。“这将是一个偶然的发现,但希望渺茫。”

然而,弄清这个问题的真相可能比它的价值更麻烦。莱茵德说,纯化和鉴定一种活性化合物是一个漫长而复杂的消除过程。他说,目前,实验室和供应商应该采取额外的措施,尽可能避免污染。这可能包括使用许多不同配方和微生物进行更彻底的质量控制测试。“我认为没有人对酵母死亡的原因感兴趣,”他说。“他们只是想确保这种事情不会再发生。”

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