在海洋生物的帮助下治愈并不是乌托邦。已经从海洋生物及其共生微生物群中开发出 12 种救命药物，例如抗癌药物。漫长而昂贵的发现过程阻碍了它们在药物开发方面的巨大潜力。基尔 GEOMAR 亥姆霍兹海洋研究中心海洋天然产物化学研究小组的研究小组在计算机辅助自动化方法的支持下，现已成功发现海洋分子可作为抗藻类及其真菌共生体感染和皮肤癌的潜在疗法来自基尔峡湾。
海洋活性成分的搜索过程从海洋宏观和微生物的提取开始，然后对其新颖的生物活性化学成分进行纯化和表征，这些成分旨在用于开发新疗法。“药物研究中最大的陷阱之一是使用'经典'生物活性引导的分离过程分离已经描述的天然分子，”GEOMAR 和 GEOMAR 海洋天然产品化学研究部负责人 Deniz Tasdemir 教授解释说海洋生物技术中心。“这种方法很复杂，而且经常容易失败，”Tasdemir 博士继续说道。
在她的研究小组中，她通过基于计算机的自动化方法结合生物活性筛选解决了这个问题。在一项为期一年的研究中，发现来自基尔峡湾的褐藻墨角藻(墨角藻)可抑制导致医院感染的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (MRSA) 致病菌。
“基于算法的生物信息学策略和机器学习工具使我们能够绘制出褐藻的大量代谢组图，同时预测负责其抗生素活性的分子簇，”前博士后研究员 Larissa Büdenbender 博士说。 Tasdemir 的团队和目前发表在《海洋药物》杂志上的两篇文章中的一篇的第一作者.本研究中应用的算法根据质谱分析中的化学相似性得分将复杂网络中的分子家族组合在一起，并与计算机机器学习工具一起帮助我们对提取物中已有的已知化合物和新化合物进行化学鉴定。在提取物的第一个快速化学分馏步骤之后，使用生物信息学程序根据分子在馏分中的相对丰度来预测分子的生物活性评分。这些生物活性化合物是分离的。“从藻类生物活性成分的提取到表征的经典发现方法通常需要 3-4 年。这些自动化工具帮助我们将新天然抗生素的有针对性的发现加速到几个月，”Tasdemir 教授强调说。
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