科学家在温泉细菌中发现隐藏的天然防晒成分

蓝藻是一类能产生氧气的光合细菌，以其在恶劣环境中生存的能力而闻名。为了应对极端胁迫，它们会产生多种多样的化合物。其中包括类菌胞素氨基酸，这是一类能吸收紫外线辐射的小分子水溶性物质。MAAs通过中和胁迫诱导的活性氧，帮助保护细胞免受日光损伤，并起到抗氧化剂的作用。尽管这些分子共享一个基本的结构框架，但其变异产生了不同的生物活性和功能。

对更安全紫外线防护日益增长的兴趣

随着对紫外线暴露和皮肤癌发病率上升的关注增加，科学家们正在寻找能提供有效防晒的更安全的化合物。传统的化学防晒剂可以阻挡紫外线，但也与过敏反应和其他不良副作用有关。MAAs之所以突出，是因为它们具有生物相容性且被认为对人类使用安全。这些特性使其成为可持续生物技术和天然防晒替代品大规模生产的有希望的候选者。

在泰国温泉中的发现

在一项新研究中，由名城大学的景山岳人教授和朱拉隆功大学的Rungaroon Waditee-Sirisattha教授领导的研究人员，鉴定出一种由生活在泰国温泉中的嗜热蓝藻产生的新型MAA。除了鉴定出一种新分子外，这项研究还揭示了这些生物如何适应极端环境。景山教授在描述这项工作的动机时表示："理解嗜极蓝藻中胁迫响应的生物合成，可能会加速天然色素和抗氧化剂生产的工业生物技术。"该研究于2025年12月1日在线发布，随后于2025年12月20日发表在《整体环境科学》第1009卷。

具有稀有化学特征的独特分子

研究团队从泰国叻丕府的Bo Khlueng温泉中分离出八株耐热蓝藻。在实验室实验中，一株名为BRSZ粘球藻种的菌株在暴露于UV-A和UV-B光时，产生了一种先前未知的紫外线吸收化合物。随后对该化合物（被鉴定为β-葡萄糖结合的羟基类菌胞素氨基酸-肌氨酸）进行了详细研究，以了解其结构和功能。

GlcHMS326的显著之处在于经历了三种不同的化学修饰：糖基化、羟基化和甲基化。这些修饰此前在蓝藻来源的MAA中未见报道。遗传分析显示，负责产生这种化合物的蓝藻含有一组与这些化学变化相关的独特基因。

由紫外线和盐胁迫触发

当蓝藻暴露于UV-A、UV-B和高盐条件时，GlcHMS326的产量显著增加。尽管这些生物源自温泉，但这种特定化合物并非由热胁迫触发。GlcHMS326中发现的化学修饰促成了其不寻常的结构和增强的性能。

已知甲基化能提高MAA化合物的稳定性、紫外线吸收能力和抗氧化活性。据信糖基化能进一步支持稳定性、光保护和抗氧化防御。与更常见的MAA相比，GlcHMS326表现出更强的自由基清除活性，表明其修饰结构在提升其抗氧化潜力方面起着关键作用。

对进化和胁迫耐受性的洞见

该研究为极端环境中的蓝藻如何进化出专门的代谢途径来产生有效的天然紫外线防护化合物提供了新的见解。这种独特的MAA似乎在帮助粘球藻属物种耐受环境胁迫方面发挥着重要作用，并且可能在这些嗜热蓝藻中具有多种功能。

Waditee-Sirisattha教授强调了该项研究更广泛的重要性："蓝藻被认为是微生物世界中独特的类群。我们最近的研究强调，嗜极蓝藻不仅具有重要的生态意义，而且代表了多学科研究的一个关键领域。"

环保型防晒霜及其他应用的潜力

这种新鉴定的化合物因其多功能性以及利用蓝藻"生物工厂"进行可持续、大规模生产的潜力而脱颖而出。它可以作为某些引起环境担忧的合成紫外线过滤剂的替代品，有助于推动更环保的防晒霜的开发。其抗氧化特性也暗示了其在抗衰老产品、护肤品配方和药品中可能的应用。

"这一发现提醒我们，大自然仍然蕴藏着许多化学上的惊喜。嗜极蓝藻揭示了不常见的分子，这些分子可以启发基础科学和可持续生物技术的新方向，"景山教授总结道。

关于名城大学的景山岳人教授

景山岳人博士是日本名城大学环境人类科学研究科的教授。他于2006年在名古屋大学理学研究科获得博士学位，期间研究了蓝藻的生物钟。他的研究侧重于蓝藻来源的化合物及其生物技术应用。他已发表70篇研究论文，撰写或合著了五本书籍。2021年，他获得了高丝化妆品研究基金会颁发的高丝化妆品学奖。

关于朱拉隆功大学的Rungaroon Waditee-Sirisattha教授

Rungaroon Waditee-Sirisattha博士是泰国朱拉隆功大学理学院微生物学系的教授。她于2001年从朱拉隆功大学获得博士学位，随后在日本学术振兴会完成了博士后研究。她的工作重点是嗜极生物如何适应恶劣环境、发现这些生物产生的新化合物以及用于生物技术应用的代谢工程。她为100篇已发表的研究论文做出了贡献。

资助信息

本研究得到了以下资助：泰国科学研究与创新基金朱拉隆功大学项目（FOOD_FF_68_121_2300_022）（授予Rungaroon Waditee-Sirisattha）、新加坡教育部项目MOE-T2EP30123-0007（授予Rungaroon Waditee-Sirisattha和Stephen B. Pointing）、日美科学基金会研究资助（授予景山岳人）、日本学术振兴会科研费项目24K08623（授予景山岳人），以及朱拉隆功大学第二世纪基金博士后奖学金（授予Sasiprapa Samsri）。