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科学家首先在海洋海绵中开发快速细胞分裂

脊椎动物,昆虫和植物细胞系是许多学科研究的重要工具,包括人类健康,进化生物学和发育生物学,农业和毒理学。已经为许多生物建立了细胞系,包括淡水和陆地无脊椎动物。

尽管数十年来付出了许多努力,但仍然没有用于海洋无脊椎动物的细胞系,包括海洋海绵,它们是成千上万种具有药学相关特性的新型化学品的来源。这些化学品的供应也是海绵衍生药物线索开发的瓶颈,因为野外采伐在生态上是不可持续的,并且由于许多生物活性化合物的复杂性,化学合成面临挑战。

来自佛罗里达大西洋大学海港分校海洋研究所的研究人员和荷兰瓦赫宁根大学的合作者在海洋无脊椎动物(海绵)细胞培养方面取得了突破。他们第一次实现了细胞分裂的速度和数量的大幅增加。他们证明,氨基酸优化的营养培养基可刺激9种海洋海绵物种中的快速细胞分裂。海洋无脊椎动物(海绵)的异常快速细胞分裂以及研究人员对细胞进行继代培养的能力的证明,是海洋生物技术的开创性发现。

这项发表在《科学报告》上的研究结果表明,分裂最快的细胞在不到一小时的时间内就翻了一番。将三种物种的文化进行了三到五次传代,传代后平均5.99人口翻了一番,寿命为21到35天。

这些发现为开发海洋无脊椎动物细胞模型奠定了基础,以更好地了解动物的早期进化,确定次生代谢产物的作用并预测气候变化对珊瑚礁群落生态的影响。此外,海绵细胞系可用于扩大海绵衍生化学品的生产规模,以用于临床试验,并开发抗癌和其他疾病的新药。

Shirley说:“海绵细胞系可以用作模型,以了解海绵中次级代谢产物的作用,利用这些信息来开发新的药物发现模型,并扩大海绵衍生的生物活性化合物在新药中的生产,” Shirley说。 Pomponi博士,FAU港口分会资深作者兼研究教授。“普通珊瑚海绵的细胞系也可用于量化气候变化(如海洋变暖和酸化)对吸收溶解的有机物质(碳循环的'海绵环假说'的主要组成部分)的影响,并检验该假说。随着气候变化,珊瑚礁可能会变成海绵礁。”

海绵(Phylum Porifera)是最古老的后生动物之一,被认为对理解动物的进化和发育至关重要。它们是许多底栖海洋生态系统的关键组成部分。从潮间带到深海,全世界有超过9,000种上述物种。在最古老的后生动物中,海绵已经进化出多种策略来适应不同的环境。因为它们成年时很固执,所以它们已经进化出先进的化学系统进行通讯,抵御捕食者,防污剂以防止其他生物在其上生长,并防止从水中滤出的微生物感染。这些化学物质与在整个进化历史中一直保存下来的分子相互作用,并参与人类疾病的发展过程,例如细胞周期,

多年来,FAU港务局的科学家一直在收集不寻常的海洋生物,其中许多来自深水栖息地,这些海洋生物是新颖的天然产物的来源。大部分样本主要来自大西洋和加勒比海地区。其他国家则来自加拉帕戈斯群岛,西太平洋,地中海,印度太平洋,西非和白令海。FAU Harbor Branch的药物发现计划寻找胰腺癌和传染病的治疗方法,他们的科学家还与其他科学家合作,研究其他形式的癌症,疟疾,结核病,神经退行性疾病和炎症。

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