早在光合作用為世界帶來氧氣之前，地球上就已經有了許多生物。由於氧氣對它們來說是有毒的，因此它們發展出了與人類、動物和植物等依賴氧氣的生命形式完全不同的新陳代謝途徑。

厭氧菌在特殊的無氧環境中經過滄桑，其中一些離我們很近：它們是腸道微生物群的重要組成部分，對生物體的健康具有重要意義。然而，某些厭氧菌也會引發危及生命的疾病，如破傷風或肉毒桿菌中毒。因此，這些細菌對地球上的生活品質有著相當大的影響，並在環境中佔據重要地位。它們特殊的新陳代謝方式也使其成為生物技術中炙手可熱的工具。

纖維素分解瘤的掃描電子顯微照片。 Christian Hertweck 和他的團隊在這種纖維素降解厭氧菌中發現了氯硫酰胺–這是這類生物中的第一種次生天然化合物。圖片來源：S. Nietzsche/EMZ Jena

克里斯蒂安-赫特韋克（Christian Hertweck）的”AnoxyGen”計畫旨在發掘厭氧菌巨大的、先前尚未開發的生物合成潛力。儘管厭氧菌的基因組編碼具有形成新型化合物的能力，但這些生物合成基因大多在實驗室中處於非活性狀態，因此其產物至今仍未被發現。

赫特韋克和他的團隊現在希望改變這種狀況。利用新開發的分子和合成生物學工具，研究人員希望解碼和利用這些細菌的未知代謝途徑。該項目包括多個工作領域，其中一個強大的表達系統用於識別和改造新的活性化合物。這也將使研究團隊能夠生產和研究病原性厭氧菌的毒素和毒力因子，而無需大量培養病原體本身。

馬鈴薯切片上的厭氧梭菌（Clostridium puniceum）的掃描電子顯微照片。梭菌毒素是克里斯蒂安-赫特韋克（Christian Hertweck）領導的研究團隊在這個模型系統上發現的。梭菌毒素具有抗生素作用，當細菌感染馬鈴薯塊莖並將其作為食物來源時，它能保護細菌免受氧氣的侵害。圖片來源：Gulimila Shabuer / Leibniz-HKI and EMZ Jena

“透過這個項目，我們希望為科學界提供新的方法和工具。我們希望’AnoxyGen’能帶來巨大的益處，尤其是在醫學方面，同時也能在生態學和生物技術方面，”Hertweck 解釋說。 “厭氧細菌的研究仍然不足，但它們的新陳代謝過程為發現新的活性化合物提供了巨大的潛力。我們還可以對它們作為病原體的作用有新的認識”。

萊布尼茨-哈基研究院（Leibniz-HKI）生物分子化學系主任、耶拿弗里德里希-席勒大學（Friedrich Schiller University Jena）天然產品化學教授克里斯蒂安-赫特韋克（Christian Hertweck ）博士和教授獲得了歐洲研究理事會（European Research Council）頒發的一項著名的ERC高級研究基金（ERC Advanced Grants）。圖片來源：Anna Schroll/Leibniz-HKI

Hertweck 因其在從被忽視的微生物中發現新的活性化合物方面的巨大科學創造力，已經獲得了戈特弗里德-威廉–萊布尼茨獎和恩斯特–榮格醫學獎。迄今為止，厭氧菌在其中一直處於從屬地位，部分原因是很難從方法學角度進行研究。現在，研究人員希望縮小這一差距。

來自Christian Hertwecks 團隊的漢娜-比特納（Hannah Büttner）正在一個所謂的厭氧箱中，在受保護的環境下對氧敏感的梭狀芽孢桿菌進行實驗。圖片來源：Anna Schroll/Leibniz-HKI

歐洲研究理事會高級基金是歐盟最負盛名的基金之一，旨在表彰頂尖研究人員的卓越成就和創新精神。 Christian Hertweck 的”AnoxyGen”計畫之所以能夠入選，是因為該計畫在擴大我們對微生物生物合成的了解和開發新的生物技術應用方面具有廣闊的前景。有了充足的資金，這位研究員和他的跨學科團隊將在未來五年內攻克這個主題。

編譯自/ ScitechDaily