大肠杆菌变身“细胞工厂”，合成防晒霜
大肠杆菌变身“细胞工厂”，合成防晒霜
生活在开阔水域的鱼类如何能在持续不断的日晒下不被晒伤？科学家发现，它们会自行产生天然的防晒物质。如今，人类或许距离使用这种物质又近了一步。
江南大学教授李江华团队与合作者近日在发表于《生物技术趋势》的研究中表示，通过改造微生物“细胞工厂”，可持续生产出具有紫外线防护作用的化合物——gadusol。该物质最终可用作防晒成分和抗氧化添加剂。
Gadusol存在于多种鱼卵及其他海洋生物中，有助于抵御紫外线损伤。但它在自然界中十分稀缺，提取效率低下，且可能带来环境成本。论文第一作者、江南大学附属妇产医院副主任医师张萍表示，研究团队希望找到一种可规模化且更环保的方法来生产它。
研究团队没有从自然界中提取该分子，而是将微生物变成了微型化工厂。他们在实验室常用的大肠杆菌中重构了斑马鱼合成gadusol的完整代谢通路，随后对微生物的遗传特性和培养条件进行了调整。这些改造使gadusol的产量增长了近93倍，从每升45.2毫克增至约每升4.2克。在初步的紫外线防护测试中，这种实验室合成的化合物也展现出了良好的潜力。
“在实验室中达到这种生产水平是很有希望的，这表明，我们或许能够通过微生物生产来满足未来对天然防晒成分的需求。”张萍说。
这种化合物可能不仅能防晒。在实验中，gadusol表现出的抗氧化活性与维生素C相当，这意味着它可能有助于中和因紫外线照射而产生的损伤细胞的自由基。正是这种抗氧化特性催生了一个实用的捷径：一种基于颜色的筛选测试。在该测试中，当gadusol中和自由基时，原本紫色的化学信号会转变为黄色。这种颜色变化使研究人员能够快速识别出产量更高的细菌菌株。“与传统的化学分析方法相比，这种方法更便捷、高效且经济。”论文通讯作者、江南大学博士后胥睿睿表示。
这项研究开展的同时，人们对替代某些传统防晒成分的兴趣日益浓厚。这些传统防晒成分可能刺激敏感皮肤、危害海洋生物或依赖石油化工原料。gadusol兼具紫外线防护和抗氧化活性，使其有望成为一种具有吸引力的防晒霜和护肤产品成分。不过，研究者表示，gadusol目前还不会很快进入人们的生活。该研究并未将gadusol与市售防晒霜进行直接对比，也未评估其长期安全性或大规模生产工艺。此外，该化合物上市还需要获得监管部门的批准。
尽管如此，研究者认为，这项研究为gadusol走向实际应用提供了起点。基于现有技术，他预计两年内将开始看到一些产品出现在市场上。“对于具有应用潜力的小分子，我们希望人们能够不再局限于传统的提取方法。”张萍表示，“微生物细胞工厂正成为一种更绿色、更可持续的方式，将实验室发现转化为实际应用。”
相关论文信息：
http://doi.org/10.1016/j.tibtech.2026.03.013