近日，云南民族大学研究员汪伟光团队及其合作者在国际化学顶级期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）发表最新研究成果，在真菌烷基化水杨醛自抗机制研究中取得重要进展——通过“胞内钝化—胞外激活—回流再解毒”的方式，实现“制毒而不自伤”。这一发现为合成生物学领域解决高活性产物对宿主细胞的毒性问题提供了新的思路。

  从“如何合成”到“如何自保”：一条完整的研究链条

  在微观世界里，微生物为了争夺有限的生存空间和营养资源，进化出了抗生素、毒素以及其他具有强生物活性的天然产物。但一个长期困扰科学家的问题是：这些分子既然能够伤害其他生物，为什么不会先伤到制造它们的微生物自己？

  围绕这一问题，汪伟光团队近年来以真菌烷基化水杨醛类天然产物为研究对象，持续开展生物合成与自抗机制研究，并在相关期刊发表系列成果。此次发表于《德国应用化学》的最新研究，逐步揭开了这类天然产物背后完整的生物学逻辑。

  研究发现，烷基化水杨醛及其衍生物广泛存在于真菌中，部分成员表现出杀菌、杀线虫等生物活性。其中，一个重要的化学特征就是分子中含有较活泼的醛基，这一官能团可以与细胞内某些生物大分子发生反应，因此既赋予分子较强的生物活性，也给生产这些分子的真菌自身带来了潜在风险。

  三重防护：一套精密的“分子装配系统”

  团队最新研究揭示了真菌构建的精巧空间隔离与氧化还原循环体系。当带有高活性醛基的中间体在细胞内形成时，还原酶StrM会迅速将活泼的醛基还原为反应性更低的醇基，使后续修饰加工得以在细胞内安全进行——这是第一重“胞内钝化”防护。

  加工完成的稳定分子被转运至细胞外后，分泌型氧化酶StrJ立即将醇基重新氧化为醛基，“拔掉安全引信”，恢复分子的生物活性，使其发挥对外防御功能——这是第二重“胞外激活”机制。

  同时，这套系统还设有“第三道保险”：若已激活的活性分子扩散回细胞内部，另外两种还原酶StrH和StrK会再次将其还原为无毒形式，形成“回流再解毒”的闭环。由此，真菌实现了“危险反应在胞外、安全加工在胞内”的精密分工，真正达成了“边制毒、边解毒”的动态平衡。

  这一发现不仅揭示了天然产物基因簇中隐藏的自我保护信息，更对高价值天然产物的绿色生物制造具有重要启示。当前，合成生物学在利用细胞工厂生产高活性天然产物时，常因产物毒性导致产量受限。真菌这套“胞内钝化—胞外激活”的策略，为降低产物毒性、提升生物制造效率提供了天然范式。

  作为教育部“青年长江学者”、云岭学者，汪伟光研究员带领团队长期扎根云南特色生物资源研究，已建成包含3000余株微生物的资源库，发现300余个潜在药源分子。团队在深耕基础研究的同时，积极推动成果转化：构建植物细胞工厂，探索龙涎香相关天然产物的绿色制造，研发咖啡生物脱胶技术，使水耗降低90%，助力云南咖啡产业节水减污。目前，团队已主持国家和省部级科研项目14项，发表学术论文140余篇，获授权发明专利20余项。（完）