来自粪栖真菌Botryotrichum murorum的结构多样的次级代谢产物

来自意想不到处的药物

动物粪便看似不是寻找未来药物的理想之地，然而那里却是微生物激烈竞争的战场。在这个拥挤的环境中，真菌必须依靠强效的化学武器来自卫。本研究探索了一种生活在陆龟粪便中的真菌，揭示了一系列令人惊讶的新颖且罕见的分子，可能为未来的抗生素和抗癌剂提供灵感。

栖息于粪便的真菌

研究人员将注意力集中在Botryotrichum murorum这类在动物粪便中繁盛的真菌上，那是一种充满细菌及其他竞争者的环境。通过DNA分析和显微观察相结合的方法，他们确认了从动物园陆龟粪便采集到的菌株属于该物种。已知粪栖真菌是富含生物活性化合物的来源，但B. murorum此前研究甚少，这使其成为发现新化学多样性的有前景对象。

扫描化学景观

为了解该真菌能产生哪些化合物，团队在固体米基培养基上培养它，并用先进的质谱工具分析得到的提取物，这类工具可以一次测量并区分数千种分子。计算方法根据分子在质谱中如何碎裂将它们分组为网络，从而推测哪些分子在结构上相互关联。分析显示超过三千个化学信号，其中大多数未能匹配已知化合物，表明B. murorum产生了许多先前未见的代谢产物。由于许多信号仅以极微量出现，团队扩大了培养规模以收集足够的材料进行完整表征。

四种突出的分子

从这些大规模培养物中，净化并用高分辨质谱测定和详尽的核磁共振实验解析出四种主要化合物。其中一种命名为tortoisellide A，是一种聚酮类化合物，带有一个不寻常的含氧桥的环，该结构在两种构象之间翻转，导致谱图出现重复信号。第二种是已知抗生素grahamimycin A的含硫变体，其中一个小的含硫侧链似乎削弱了原分子的效力。第三种cryptosphaerolide为复杂倍半萜类化合物，第四种isocochliodinol为基于吲哚的色素，属于一类用于帮助鉴定某些真菌群体的标记相关分子。

这些分子对细胞的作用方式

在对一组微生物和哺乳动物细胞系进行测试时，这四种化合物表现出截然不同的行为。含硫修饰的grahamimycin失去了其母体分子的广谱抗微生物活性，支持了这样一种观点：附加的基团帮助真菌解毒一件它本来无法安全处理的强效武器。cryptosphaerolide对一些细菌表现出选择性活性，并能在低微摩尔浓度下杀死某些哺乳动物细胞，这与早期将其与参与细胞存活的蛋白质联系起来的研究一致。isocochliodinol在哺乳动物细胞上表现出最强的效力，作用浓度处于纳摩尔范围，其活性模式又与其近亲cochliodinol不同，强调了细微的结构变化可以显著改变化合物的生物学影响。

这些发现的重要性

总体而言，该研究表明单一粪栖真菌能够产生结构多样且对细胞有截然不同影响的化学物质，拓展了该真菌科已知的化学空间。Tortoisellide A和含硫修饰的grahamimycin例子暗示了真菌组装并微调复杂分子的非同寻常方式，而cryptosphaerolide和isocochliodinol的行为突出了它们作为未来药物发现起点的潜力。对非专业读者来说，关键信息是：即便是看似不起眼的陆龟粪堆，也可能隐藏复杂的化学世界，探索这些被忽视的生态位或能发现有价值的医学新工具。

引用: Charria-Girón, E., Liu, YY., Surup, F. et al. Structurally diverse secondary metabolites from the dung-inhabiting fungus Botryotrichum murorum. Sci Rep 16, 15180 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-52958-x

关键词: 粪栖真菌, 次级代谢产物, 天然产物, 细胞毒性化合物, Botryotrichum murorum