據(jù)www.sciencedaily.com網(wǎng)站2007年9月1日報道,，為了避免有朝一日由于海濱生態(tài)遭破壞而可能造成的上百萬美元的經(jīng)濟損失,，科學家們正加強對赤潮進行研究。美國麻省理工學院的化學家已對海洋微生物可能產生赤潮毒素的方式進行了證實,，這些赤潮毒素可能周期性地使美國海灘和貝類養(yǎng)殖區(qū)陷入停止運營狀態(tài)。
在8月31日出版的《科學》雜志封面文章中，美麻省理工學院研究小組描述了一種合成赤潮致命成分的巧妙的方法,。研究人員認為他們研發(fā)的方法與藻類合成所用的方法比較類似，它是化學家在過去的幾十年里試圖復制的一種化學反應,，但一直未獲成功,。
了解赤潮如何產生及其產生的原因可以幫助科學家找出避免這種現(xiàn)象出現(xiàn)的方法，因為它會造成巨大的生態(tài)和經(jīng)濟損害,。例如,，新英格蘭的貝類生物工業(yè)在2005年赤潮大爆發(fā)中的損失高達數(shù)以百萬計美元，今年春天,，赤潮在佛羅里達沿岸殺死了30只瀕臨滅絕的海牛,。
美國麻省理工學院副教授蒂莫西·賈米森和研究生伊凡·維洛提吉維克的發(fā)現(xiàn)不但有助于說明眾所周知的溝鞭藻類如何產生赤潮，而且還能有助于加速從與赤潮毒素密切相關的一種成分中提取能治療囊腫性纖維化藥物的研發(fā),。赤潮也稱藻花,，它會不可預料地攻擊和毒害貝類生物，使得它們不能再為人類所食用,。目前,，科學家們還不清楚是什么致使溝鞭藻類產生赤潮毒素，但它可能是由于潮汐的變化,、溫度的改變或其它外界影響而引發(fā)的一種防衛(wèi)機制,。
赤潮毒素的一種主要成分是雙鞭甲藻毒素，這是一種較大的,、復雜的以及很難合成的分子,。22年以前，哥倫比亞大學的化學家?guī)旖?middot;納卡利什提出了一組級聯(lián),，或一系列的化學步驟,，并稱溝鞭藻類可能通過這些化學步驟產生雙鞭甲藻毒素和其它的赤潮毒素。然而,，化學家并沒能在實驗室里證實這樣的一種化學級聯(lián),，而且許多化學家還認為“納卡利什假說”是不可能得以證實的,。
賈米森稱：“許多人認為，這種類型的化學級聯(lián)是不可能的,。因為雖然納卡利什的假說解釋了赤潮毒素的許多復雜性,，它也有助于理解這種現(xiàn)象，但是自該理論提出以來,，還沒有任何真正的證據(jù)能證實這一點,。”
賈米森和維洛提吉維克的研究工作為“納卡利什假說”的可行性提供了首份證據(jù)。他們的工作還可能有助于加速藥物的研究,。與赤潮毒素相關的另一種腰鞭毛蟲產物是“brevenal”,，它對囊腫性纖維化（CF）有著較強的治療效果。它還可以保護生物免受毒素的侵蝕,。賈米森稱：“只要我們能夠快速制造這些復雜的分子,，我們就有希望推動更好保護劑的研發(fā)，甚至更有效囊腫性纖維化療法的開發(fā),。”
直到現(xiàn)在，使用一種非級聯(lián)方法對僅幾毫克赤潮毒素或相關成分的合成都需要許多人年的努力,。這種新的合成取決于兩個關鍵性的因素——啟動反應和在水中進行這樣的反應,。
許多赤潮毒素擁有一長鏈六元環(huán)。但是,，級聯(lián)的起始材料環(huán)氧樹脂醇則趨向于形成五元環(huán),。為了克服這種情況，研究人員在環(huán)氧樹脂醇的一端附上一個六元環(huán)“模板”,。這一簡單的步驟能有效地啟動動反應級聯(lián),，從而產生毒素鏈，即眾所周知的聚醚階層,。
賈米森稱：“這種‘巧計’旨在正確的方向上對它有一點推動,，使它順利地運作起來。”研究人員推測,，在溝鞭藻類中,，最初的啟動力應來自一種酶而不是模板。
成功合成試驗的關鍵還在于要在水中進行這樣的反應,。通常情況下,，水被認為是一種有機反應的不良溶劑。因此,，許多實驗室反應都是在有機溶劑里進行的,。然而，當維洛提吉維克在水中進行該化學反應時,，他注意到反應進行的更快且更有選擇性,。
賈米森稱,，雖然這些級聯(lián)在水中反應最好可能是一種巧合，但是腰鞭毛蟲是海洋生物,，水可能仍然直接參與了毒素的生物合成或仿效它的一個重要部分,。因為這樣，研究人員現(xiàn)在認為,，有機化學家應定期在水中和有機溶劑里進行一些特定的試驗,。
此項研究是由國家普通醫(yī)學科學研究所、默克實驗室,、勃林格殷格翰集團以及麻省理工學院共同資助的,。國家普通醫(yī)學科學研究所從事有機化學研究的約翰·斯克瓦博稱：“這部分工作既高雅又具有多層次的影響力。它不但將允許化學家更容易地合成這類重要的且復雜的分子,，而且還能讓他們更進一步地了解自然是如何制造這些同類分子的,。這對納稅人的錢是一種強烈的回應。”
英文原文鏈接參見：http://www.sciencedaily.com/releases/2007/08/070830150106.htm
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