上周,我们看到了现代社会对全球卫生危机做出的最前所未有的反应。世界卫生组织宣布COVID-19为全球大流行,美国总统宣布全国进入紧急状态,释放500亿美元的联邦资金,引进意大利国家检疫,145多个国家(和不断上升的)现在有记录的情况下,旅游限制在全世界每一个国家,和纽约联邦储备银行宣布了一项1.5万亿美元的干预以稳定市场。
大多数国家要么处于该疾病的控制阶段(即,测试、识别和隔离用例)或缓解阶段(即、延迟价差和确保业务连续性措施)。
与此同时,在今年晚些时候出现第二波感染之前,开发一种COVID-19疫苗的竞赛正在进行。
疫苗开发的速度取决于许多因素(例如,临床前试验的成功、动物试验阶段、人类临床试验和扩大生产规模)。生物技术的进步(如基因编辑CRISPR和无细胞蛋白合成)正在加快疫苗和治疗开发的时间。然而,仍然需要一个关键因素。这是寻找生物线索的第一步,这些线索会导致可能降低COVID-19效力的高潜力化合物的产生。
许多这些高潜在的化合物来自于自然资源,所以现代医学需要回到野外去寻找它们。
上周,在COVID-19的头条新闻中,大卫·艾登堡呼吁禁止深海海底采矿。他提到的原因之一是深海珊瑚和海底微生物的重要性。
事实证明,这些对现代医学非常有价值,包括解决冠状病毒。
在珊瑚礁中发现的一种海洋海底藻类的蛋白质显示出对抗另一种冠状病毒的活性,这种病毒被称为中东呼吸综合征(MERS)。中东呼吸综合征是造成covid19的冠状病毒的近亲,2012年在中东爆发的疫情导致近2500人感染,导致27个国家超过850人死亡(34%的死亡率)。这种海洋化合物griffithsin是从红藻Griffithsia中提取的,这种红藻原产于加那利群岛周围的珊瑚礁,并于2016年被确定为MERS冠状病毒的潜在抑制剂。
这只是40多种具有抗病毒特性的海洋化合物中的一种,这些化合物正在世界各地进行临床前和临床试验(例如在加勒比地区发现的另一种来自于海洋海绵axinella gata的冠状病毒抑制剂)。这些都处于发现疫苗的早期阶段,但有助于研究人员确定具有高潜力的领域。拥有这样一个针对冠状病毒的具有高潜力的天然化合物文库,可能会大大加快疫苗开发的进程,使正在研究这些解决方案的几家主要公司提前取得进展。
然而,只有不到0.05%的深海被访问、拍摄或采样。我们正在了解深海生命的真正潜力和价值。
能够采集海洋野生动物样本对于识别更多潜在目标以应对未来的威胁(如冠状病毒)至关重要。并不是所有的生物都来自海洋,但自然产物将是关键的一部分,因为COVID-19跨越了物种的障碍,影响了人类。事实上,世界卫生组织称气候危机是一场健康危机,随着海洋变暖,人类面临的风险会增加,会出现更多的新疾病,而有助于对抗这些疾病的生物体会减少。
选择性压力——生命形式进化的独特条件——并不比深海底部的压力更极端。这里的生命已经进化到能在超常的压力、温度和化学环境下生存。这意味着深海生物已经进化出了独特的基因,这些基因可以编码蛋白质,进而催化不寻常的化学反应或拥有其他有用的特性。这些独特的海洋遗传资源是在人类无法复制的时间尺度和条件下进化的产物。
因此,海洋遗传资源是不可替代的自然产物,在现代医学和工业过程中发挥着关键作用。看看任何重大疾病,通常最有潜力的治疗方法都起源于海洋自然产物。例如:
日本制药公司卫材(Eisai)开发的一种治疗晚期乳腺癌的药物,源自一种名为eribulin的海绵天然产品。这种名为Halaven的药物延长了许多人的生命,自2015年以来每年的销售额超过5亿美元,目前已在65个国家获得批准。Eribulin是在一种叫halichondria的海洋“面包屑海绵”中发现的,这种海绵在北大西洋、地中海和新西兰周围500米深的地方很常见。
第一个有效的艾滋病治疗方法是叠氮胸苷(AZT)。这是一种化学化合物的变体,由加勒比海的一种叫做tectitethya crypta的海绵制成。自1987年获得FDA批准以来,单是与其他抗艾滋病药物联合使用,它就创造了40亿美元的销售额。
传染病的耐药性越来越强,医学科学一直在努力保持领先地位。引起疟疾和结核病的有机体可以被海洋中产生的化合物如环素杀死。环素来自一种海洋细菌,这种细菌被称为salinispora arenicola, 1991年首次在巴哈马群岛附近发现。
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除了医学之外,来自深海的生物对工业用途也很有价值,尤其是清理污染和环境修复,这对我们的星球恢复健康的生态系统至关重要。
2014年,在印度洋2公里深处发现了一种名为nesiotobacter的微生物,它能有效地降解碳氢化合物(苯和甲苯是常见的土壤和水污染物),因此是一种潜在的环境清理工具,尤其是海洋石油泄漏。
在深海中发现的一种细菌可以清洁被污染的土壤和水,这些土壤和水来自于燃煤发电厂造成的有毒汞污染。alcanivorax细菌是在太平洋东太平洋隆起处2公里深处被发现的,靠近在Clipperton地区进行海底采矿的地方。这种细菌将汞盐转化为更少的有害的金属和金属还原菌生活在在金属多金属结核,可能使数百万平方公里的汞污染土壤的修复和水煤电站在美国和中国,使农业发展不适合人类食用。
一种复制DNA片段的酶,是在意大利沿海深海热液喷口的微生物中发现的。它已经被新英格兰的BioLabs制成了一种产品并进行了商业销售。这种酶在极端高温高压条件下的进化使它比其他物种的同类更稳定,更有效地复制DNA,为分子生物学家提供了宝贵的工具。
随着新技术在可持续的蓝色工业革命中开辟新的生物领域,
天辰娱乐注册产品天下人类对这个世界的探索和理解才刚刚开始。
其中一些关于海洋生命重要性的讨论(国家管辖范围以外的生物多样性条约或BBNJ),现在已经被推迟到今年晚些时候。BBNJ条约应该建立一个框架,以确保深海生物受到保护和重视,而不是被采掘工业活动置于危险之中。
在各国认识到深海物种的价值的同时,海底采矿公司正在游说各国允许它们开采深海海底的矿物资源。
总部设在牙买加的联合国机构国际海底管理局将于2020年7月就批准这种商业采矿的法律框架进行投票。大卫·阿滕伯勒(David Attenborough)是在反对特定国家在该机构投票的情况下发表意见的。
2020年开始商业规模的海底采矿的前景已经引起了领先的海洋科学家、民间社会和主要的环境非政府组织的愤怒,他们担心生物多样性的空前丧失和监管的薄弱。他们呼吁禁止或至少暂停任何此类商业活动10年,直到科学发展到足以了解深海环境为止。
海底采矿在环境方面存在许多不确定因素,这些因素会破坏深海栖息地和它们所赖以生存的宝贵生命。
直到43年前的1977年,人们才在热液喷口附近发现了生命,这完全推翻了地球上生命是如何进化的理论。然而,在印度洋和大西洋的这类社区周围将允许采矿。
1989年,四分之一个世纪后,在秘鲁海岸进行了海底采矿试验,结果几乎80%的生命都没有回来,这显示了海底采矿对我们海洋生命造成的永久性损害的程度。这包括失去宝贵的微生物菌落,而这些菌落对新药和可持续的工业过程具有强大的作用。
此外,在采矿作业周围的有毒沉积物云(称为羽流)存在很大的不确定性,当从被开采的金属中丢弃多余的沉积物时,这些有毒沉积物云将在任何深海机械周围升起。在非常脆弱的海洋环境中,海底结核每1000万年长10毫米。因此,海底采矿公司移除4厘米厚海底沉积物的计划意味着破坏了4000万年的进化史。这是除了任何噪音和其他永久性损害所造成的疏浚海床的计划为太平洋。
因此,在它们永远消失之前,世界有时间研究、识别和分类深海海底的独特生命是至关重要的。
鉴于covid19的后果预计到2020年将使全球经济损失高达3万亿美元(每天超过80亿美元,每分钟超过550万美元),开发有效的治疗方法每时每刻都至关重要。在陆地上没有比这更有价值和更难以获得的海底矿物可以证明这种全球性的危险是合理的。
目前的冠状病毒危机显示了拥有一个深海自然资源库的重要性,包括深海微生物群落。至关重要的是确保我们有足够大的自然产品目标库,为下一次卫生大流行危机做好准备。这可以节省宝贵的几个月时间来识别高潜在化合物和开发有效的疫苗,从而为全球经济节省数千亿美元。
深海探索、机器学习和生物技术等方面的进步,天辰娱乐登陆都大大促进了我们对自然的理解,以及潜在的医疗和工业应用。
COVID-19危机为全球治理的诸多方面敲响了警钟。这场危机之后,世界将发生不可逆转的变化。
我们允许在我们的海洋中发生的活动是世界需要把注意力转向的另一个领域,但这一次考虑得更多。