在各种自然栖息地中都有大量的天然产物在等待发现，尤其是诸如细菌或真菌等微生物能够生产出多种天然产物，具有很高的生物医学应用潜力，特别是作为抗生素和抗癌剂。这其中包括所谓的红酵母，它是从大西洋中脊的深海沉积物样品中分离出来的，由德国基尔亥姆霍兹海洋研究所海洋生物技术中心（GEOMAR-Biotech）和德国基尔大学的研究人员对其基因组和化学成分进行了分析。在共同努力下，科学家成功证明了其抗癌和抗菌作用。这项研究由基尔大学基尔海洋科学（KMS）提供部分资金，研究成果发表在著名科学杂志《海洋药物》（Marine Drugs）上。
基尔大学植物遗传学和分子生物学系Frank Kempken教授，通过基尔大学地球科学研究所，他的研究小组得以德国"MARIA S. MERIAN "号考察船航行期间从大西洋中部海脊1 600-4 000米深处采集的沉积物样本。 Kempken教授的研究小组从其中一个3 600米深的沉积物样本中，成功地分离并培育出了Rhodotorula mucilaginosa这种活的真菌。这种缓慢生长的酵母菌，属于所谓的基底酵母菌，不与著名的面包酵母混淆。该物种最初生长在很深的地方，能忍受高静水压和相当低的温度。
Kempken教授指出，通过应用方法，他们成功地培育出了能够在常温和大气压下耐受和生长的酵母菌群。这些实验再次表明，具有特定生理特性的微生物能够在不同的生态位中生长，特殊的生态位可以产生具有特殊特征的微生物。因此，关于这个特殊属的适应性的假设鼓励了科学家们进一步分析该物种。
基尔大学的博士后Abhishek Kumar博士通过排列数百万个测序DNA片段，最终成功地合成Rhodotorula mucilaginosa的基因组。此外，他们还发现了编码糖脂生物合成途径的关键成分的基因——这是一条重要的途径，可用于开发天然物质在医学、生物技术、食品、化学或农业等领域的各种应用。
分析一种真菌的全部代谢组学潜力是很困难的，因为许多天然产物只是在其自然环境中的特殊条件下产生的。由于无法在实验室中模拟大西洋中脊的条件，GEOMAR海洋天然产物化学研究单元负责人、GEOMAR-Biotech主任Deniz Tasdemir教授和Larissa Büdenbender博士决定分析红酵母在不同生长条件下的代谢物生产和生物活性。Tasdemir教授提到，他们观察到了介质依赖性的差异生物活性，即抑制癌症或抑制微生物的生长。然后，他们使用基于算法的自动代谢组学研究了化学成分，即所谓的酵母代谢组。结果表明，红色酵母富含糖脂。被称为脂肪酸的多元醇酯（PEFAs），是细胞膜的无磷结构成分，可能在深海环境中保护酵母菌免受渗透压的影响。Tasdemir提到，在研究的第一步，他们在酵母中检测到数十种此类化合物，这为基尔大学的同事进行的基因组挖掘研究提供了支持。Büdenbender博士采用了一种有针对性的方法来纯化这些结构上非常相似的化合物。他们确定了几种分离的PEFAs非常复杂的化学结构。这些化合物一起出现时，似乎显示出更高的抗癌活性，这种现象称为协同作用，他们正试图了解造成这种作用的原因。
GEOMAR和基尔大学这两个互补的工作组通过应用多种组学策略进行了卓有成效的合作，从而阐明了深海红酵母在DNA以及代谢产物水平上的新型天然产物的生物合成。通过这种油性红色酵母获得的结果可以促进新药物的开发，而且还可能在食品、化学或农业工业中找到生物技术应用，甚至在未来的生物燃料中找到应用。（刁何煜 编译）
