海洋生物技术综述
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生物粘附发生于生物污损过程中。海洋生物污损通常指在海水 中一些微生物个体、植物和动物在材料表面上的附着。全球报 道的污损生物种类超过了4 000种，一般生活在浅水区或者可 以提供营养的海湾。常见的污损生物大约有200种，有藻类、 尤介虫、藤壶、海鞘、水螅、外肛动物、双壳类等类群，其中 藤壶、牡蛎、贻贝、盘管虫的危害最为严重
超临界CO2萃取技术
----在海洋生物活性物质中的应用
CO2是用于生物活性成分超临界 流体萃取分离的理想溶剂，惰性 气体稳定性好, 没有腐蚀性，常 温可满足实验要求;扩散系数高, 溶解能力强, 便于快速萃取和分 离, 易获得, 价格便宜;选择性更好, 得到的产品纯度更高, 与其他溶 剂相比, 对人体毒性小;萃取的同 时又可同时蒸馏, 对于像同系物 这种难分离的物质而言更适用。
大型藻类蛋白质提取技术的核心是破碎细胞壁从而提高得率。一般的海洋藻类目前采用较多的是超声波辅助提 取法提取蛋白质, 对于含有刚性细胞壁的海洋藻类最好的细胞破碎方法是珠磨, 并配合苯酚法提取蛋白质。
海洋藻类养殖胁迫方面的应用
蛋白质组学技术在胁迫方面应用最广, 主要采用二维电泳的组学方法探究差异机制
Xu 等采用了二维电泳方法研究坛紫菜叶片对干燥胁迫的响应机制,鉴定了 100 个差异表达的蛋白质点, 通过整合光合生理性能和蛋白质组学分析, 发现P. haitanensis 主要通过抑制光合作用和能量代谢来抵 抗干燥胁迫。
抑制黑色素生成
色斑的不规则沉积是光老化皮肤的显著特点。Jux研究表明，UVB 通过黑色素细胞 Ah Ｒ 受体通路，增加干细胞因子( stem cellfactor-1) 及其受体酪氨酸激酶 c-kit 的表达， 促进黑色素细胞的增殖，提高酪氨酸酶活性，从而引起皮肤色素沉积现象。其中酪氨 酸酶是黑色素生成过程中的限速酶，首先催化 L-酪氨酸羟基化到 L-3，4-二羟基苯的 L-DOPA( 单酚酶的活性) ，随后 L-DOPA 氧化成多巴醌( 二酚活性) 。目前海洋中抑制 黑色素生成的活性物质主要来源于藻类多酚。
UV 照射产生的 ＲOS 通过表面受体或细胞因子激活 MAPK 信号通路，诱导转录因子激活蛋 白( acti-vator protein-1，AP-1) 家族 c-Jun 和 c-Fos 的磷酸化，从而增强 MMP 的转录， 加速胶原蛋白的降解。同时 ＲOS 的产生和 AP-1 的激活可抑制细胞因子转化生长因子 β( transforming growth factor-β，TGF-β) typeII receptor / Smad 信号通路，从而减少胶 原蛋白的合成。
从2007年开始，报道海洋微生物MNPs数量显著 上升，约1/3～1/2的新MNPs来源于海洋微生物。
研究结果同时表明，许多MNPs的真正生产者是 海洋微生物,海洋动植物MNPs实际上来自其共生 微生物之间或微生物与动植物之间的互作，并将 这些产物储存在动植物的细胞、组织和器官中。 拥有众多手性中心和复杂官能团的MNPs，其大 量生产还必须依靠微生物这一活的发酵工厂，故 海洋微生物MNPs的研究也是创新药物药源的重 要保障。
3 、通过多种策略，纯 培养海洋微生物产生新 的活性MNPs
采用改变培养条件、前体 饲喂、环境胁迫、抗生素 诱变、化学表观遗传修饰、 化学转化发酵提取物（天 然组合化学）等策略是纯 培养海洋微生物获得化学 多样性丰富的MNPs的简 单而实用的方法，实验室 可操作性强[3]，但需要借 助于薄层色谱（TLC）、 高效液相色谱（HPLC）、 液质联用（LC-MS）或液 核联用（LC-NMR）联用 来检测代谢产物的化学多 样性。
海洋活性物质可通过抑制胶原蛋白流失或促进胶原蛋白合成减轻 UV 辐射造成的伤害：
1) 抑制胶原蛋白流失: 海洋中已分离或 筛选得到多种天然的基质金属蛋白酶抑 制剂( MMPIs) ，主要包括多酚类、 MAA、糖类、类胡萝卜素、脂肪酸类化 合物和萜类化合物等。研究表明它们对 UVB 或 UVA 诱导的人皮肤细胞或小鼠 皮肤细胞中 MMP-1、MMP-2、MMP8、MMP-9 或 MMP-13 等有显著抑制 作用，从而减少胶原蛋白的降解
超临界CO2流体萃取技术还可 用来分离提取其他海洋生物活 性物质。厉剑剑等利用超临界 CO2萃取从小球藻中提取精油， 同时检测精油的还原力和DPPH 自由基清除率，得到的产物具 有良好的抗氧化性。李民贤等 采用超临界CO2流体萃取裂叶 马尾藻，得到的二类黄酮含量 高于传统的热水提取法和乙醇 提取法。超临界CO2萃取表面 张力小，容易渗透到样品中， 流速大，且溶剂强度可控，能 实现梯度萃取，在实际应用中， 可用来前处理海洋环境样品中 多氯联苯、杂环胺等有机化合 物
2、萃取高度不饱和 脂肪酸EPA、DHA、 γ-亚麻酸
超临界CO2萃取技术将鱼油与 其中的色素、产生臭味的化合 物分离开来，简化工艺、降低 成本，且保留了鱼油原来的化 学状态，更适合人体的吸收利 用。Lucient等用超临界CO2萃 取沙丁鱼油中的EPA和DHA， 得率是传统方法的3~4倍。
3、其他海洋生物活 性物质
抗氧化
UV 射线能诱发皮肤产生大量的ＲOS，造成 DNA、蛋白或 脂质等细胞结构的氧化损伤，增强皮肤的氧化胁迫。
海洋天然源抗氧化剂可通过以下两种抗氧化方式减弱 UV 的光损伤作用：
①直接抑制 UV 诱导的皮肤细胞 和细胞外基质的自由基反应，例 如海洋多酚、海洋类胡萝卜素、 海洋多糖、萜类化合物等可直接 清除细胞内 ＲOS 或直接抑制 UV 诱导的信号传导通路。
海洋生物技术
-综 述-
海洋微生物是新MNPs的特异生产力
MNPs研究发源于20世纪30年代，在1967年在美国召开了首届海洋药物会议， 提出向“海洋要药的口号”。之后，由于采样技术、色谱分离技术、质谱技 术（MS）和核磁共振技术（NMR）及化合物分离与结构鉴定技术的进步， 报道的新MNPs的数量逐年增加。
②抑制抗氧化组分的耗竭，增强皮肤抗氧化剂 活性；鲑鱼中提取的明胶 SG 及其水解产物 SGH灌胃小鼠后可改善 UV 照射引起的宏观组 织结ห้องสมุดไป่ตู้和皮肤形态的病理变化，通过抑制抗氧 化防御组分的耗竭，参与胶原的合成和增强免 疫系统等机制保护小鼠皮肤
◆海洋生物活性物质抗光老化保护机制
抑制胶原蛋白流失，促进胶原蛋白合成
缓解皮肤炎症
研究认为 UV 辐射引起的皮肤炎症是光老化或肿瘤的早期现象，过度暴露于 UV 辐射 可引起红斑、水肿和增生反应等皮肤炎症症状。Suh 等研 究 发 现 海 洋 绿 藻 莱 茵 衣 藻提 取 物 中 分 离 得 到 的MAAs 可减弱人角化细胞 Hacat UV 辐射后的炎症反应， 降低 COX-2 mＲNA 水平的表达，同时在 MAAs存在下前胶原 C 端蛋白酶增强子和弹 性蛋白基因的表达水平增加。
天然防污活性物质是环境友好型的防污物质，低浓度下也具有活性 和具有生物降解性。天然防污活性物质研究对抗生物粘附材料开发有很重要的意义，越来越受到
人们的关注。
Gao等采用直接裂解缓冲法、三氯乙酸-丙酮法、苯酚法和苯酚/三氯乙酸-丙酮法 4 种蛋白质提取方法用于绿藻 小球藻进行蛋白质组分析。结果表明,在提取的蛋白质应用于鸟枪蛋白质组学研究方面, 苯酚/三氯乙酸-丙酮法 的提取效果最优。
赵宇鹏等提出采用酚提取法能更好地提取条斑紫菜中的蛋白质, 并能除去样品的盐离子及其他干扰杂质, 在该提 取方法下可获得更高纯度的蛋白样品, 为提高其他大型海藻的总可溶性蛋白提取提供参考
2) 促进胶原蛋白合成: 岩藻聚 糖以剂量依赖性方式增加 I 型前 胶原 mＲNA 和蛋白质表达， 并显著抑制 MMP-1 的表达及 其启动子活性。壳聚糖处理组 可通过 AP-1 信号通路增强 UVA 辐照后人皮肤成纤维细胞 的原胶原蛋白、I 型、III 型和 IV 型胶原蛋白的合成。
◆海洋生物活性物质抗光老化保护机制
Xing 等采用了转录组及基于 iTRAQ 的蛋白质组学联用, 并结合脂肪酸 分 析 首 次 综 合 阐 述 了 产 油 微 藻在低温和高温胁迫下对温度应激的适应机制揭示低温和高温诱导的产油微藻中脂肪酸代谢 的重编程之间的一致性和差异, 从分子水平阐述了温度对产油微藻脂肪酸代谢影响，
海洋天然防污活性物质
◆生物提取中的应用包含：
1、萃取油脂
对于海洋动物而言，提取脂肪 一方面可得到n-3系列高度不 饱和脂肪酸，另一方面是除去 易氧化的脂肪来保存肉的品质。 对于海洋植物藻类而言，传统 有机溶剂提取法总脂含量较高， 但超临界CO2提取方法得到的 脂肪酸甲酯含量更高，其中的 中性脂可用于制备生物柴油。 此外，超临界CO2提取得到的 微藻脂类色素含量更低，降低 后续脱色难度。
。
蛋白质组学技术在藻类研究中的应用
藻类具有复杂多样的进化历史和生物学特征, 在生态系统中扮演着重要角色。高通量技术 在藻类研究领域中的应用, 也大大促进了藻 类蛋白质组学的发展
我国海藻资源丰富, 海水养殖面积广, 据统计, 2018 年我国藻 类养殖产量高达 235.08 万吨,其中海洋藻类养殖总产量为 234.39 万吨, 具有巨大的碳汇潜力和经济开发价值。但目前 海洋藻类仍旧作为初级产品进入销售市场, 高新技术利用不 足, 精深加工产品较少。
抗光老化MNPs作用机制
持续暴露 UV( 包括 UVA 和 UVB) 可引发急性或慢性的皮肤失调、损 伤、皮肤癌和皮肤老化等皮肤病变。UV 辐射是造成皮肤外源性老化 的主要因素;海洋生物可通过物理或化学的阻隔作用、抗氧化、色素的 抑制作用以及核酸和蛋白的修复功能等多种生理和生化防御机制，减 少 UV辐射对自身造成的损害。这些自我保护机制，使得通过添加海 洋天然活性物质改变皮肤和 UV的相互作用成为可能。
如何激活海洋微生物中合成MNPs的隐性或沉默基因，提高海 洋微生物代谢MNPs的生产力，拓展海洋微生物MNPs的多样 性或化学空间，成为了研究海洋药物的重要课题。
◆目前尚在研究的方法包含：
1、通过基因突变、敲除、 替换、异源表达等分子手 段，获得新的活性MNPs
2、通过微生物之间的互 作（共培养），获得新 的活性MNPs
藻类组学样品制备
常用的破壁方法有: 碱处理法、机械破碎法、超声波辅助法及液氮研磨法等
Safi 等比较了手工研磨, 超声处理,碱处理, 和高压处理 4 种细胞破碎技术，结果表明提取蛋白质的浓度不仅受微 藻细胞壁的机械刚性的影响,还取决于藻体本身细胞壁的结构与化学特性，高压细胞破碎是对微藻细胞壁最有效 的破碎方式，最好的细胞破碎方法是珠磨法。
◆海洋生物活性物质抗光老化保护机制
UV 吸收
Kim 等研究显示提取自腔昆布的褐藻多酚 Fucodiphlorethol G 可通过吸收 UVB 辐射和清除细胞内 ＲOS 提高 UVB 辐射后人角化细胞的成活率，并降低 8isoprostane 生成和 DNA 断裂;具有 UV 吸收功能的光保护化合物还有例如蓝细 菌中的 Scytonemins、真菌中的Mycosporines、海洋高等植物中的苯丙烷、类 黄酮、多酚化合物等。
1980年代兴起的合成生物学 技术，可以通过基因重组等 分子生物学方法，从分子水 平上激活沉默基因或提高低 表达的基因水平，是提高微 生物MNPs生产力的新技术 和新方法
混合培养是模拟自然界中 2种或多种微生物共存的 生存状态，通过2种或多 种微生物之间的共同培养， 人为设置微生物之间的 （资源）竞争与种间交流， 激活微生物NPs的生物合 成基因，产生纯培养无法 合成的新化合物或差异产 物。
Contreras 等采用了基于二维电泳的蛋白组学研究了褐藻对铜胁迫的响应机制,鉴定出可能参与控制褐 藻中铜介导的氧化应激的几种蛋白并确定参与褐藻铜耐受新的靶蛋白,
罗春墡用基于 iTRAQ的 蛋 白 质 组 学 研 究 了 假 微 型 海 链 藻 对短期缺铁的响应机制，结果表明 在铁限制和铁充足培养第 4d的样品中, 得到了 127个铁限制条件下差异表达的假微型海链藻蛋白(41 个上调, 86 个下调)。
超临界CO2萃取技术
----在海洋生物活性物质中的应用
CO2是用于生物活性成分超临界 流体萃取分离的理想溶剂，惰性 气体稳定性好, 没有腐蚀性，常 温可满足实验要求;扩散系数高, 溶解能力强, 便于快速萃取和分 离, 易获得, 价格便宜;选择性更好, 得到的产品纯度更高, 与其他溶 剂相比, 对人体毒性小;萃取的同 时又可同时蒸馏, 对于像同系物 这种难分离的物质而言更适用。
大型藻类蛋白质提取技术的核心是破碎细胞壁从而提高得率。一般的海洋藻类目前采用较多的是超声波辅助提 取法提取蛋白质, 对于含有刚性细胞壁的海洋藻类最好的细胞破碎方法是珠磨, 并配合苯酚法提取蛋白质。
海洋藻类养殖胁迫方面的应用
蛋白质组学技术在胁迫方面应用最广, 主要采用二维电泳的组学方法探究差异机制
Xu 等采用了二维电泳方法研究坛紫菜叶片对干燥胁迫的响应机制,鉴定了 100 个差异表达的蛋白质点, 通过整合光合生理性能和蛋白质组学分析, 发现P. haitanensis 主要通过抑制光合作用和能量代谢来抵 抗干燥胁迫。
抑制黑色素生成
色斑的不规则沉积是光老化皮肤的显著特点。Jux研究表明，UVB 通过黑色素细胞 Ah Ｒ 受体通路，增加干细胞因子( stem cellfactor-1) 及其受体酪氨酸激酶 c-kit 的表达， 促进黑色素细胞的增殖，提高酪氨酸酶活性，从而引起皮肤色素沉积现象。其中酪氨 酸酶是黑色素生成过程中的限速酶，首先催化 L-酪氨酸羟基化到 L-3，4-二羟基苯的 L-DOPA( 单酚酶的活性) ，随后 L-DOPA 氧化成多巴醌( 二酚活性) 。目前海洋中抑制 黑色素生成的活性物质主要来源于藻类多酚。
UV 照射产生的 ＲOS 通过表面受体或细胞因子激活 MAPK 信号通路，诱导转录因子激活蛋 白( acti-vator protein-1，AP-1) 家族 c-Jun 和 c-Fos 的磷酸化，从而增强 MMP 的转录， 加速胶原蛋白的降解。同时 ＲOS 的产生和 AP-1 的激活可抑制细胞因子转化生长因子 β( transforming growth factor-β，TGF-β) typeII receptor / Smad 信号通路，从而减少胶 原蛋白的合成。
从2007年开始，报道海洋微生物MNPs数量显著 上升，约1/3～1/2的新MNPs来源于海洋微生物。
研究结果同时表明，许多MNPs的真正生产者是 海洋微生物,海洋动植物MNPs实际上来自其共生 微生物之间或微生物与动植物之间的互作，并将 这些产物储存在动植物的细胞、组织和器官中。 拥有众多手性中心和复杂官能团的MNPs，其大 量生产还必须依靠微生物这一活的发酵工厂，故 海洋微生物MNPs的研究也是创新药物药源的重 要保障。
3 、通过多种策略，纯 培养海洋微生物产生新 的活性MNPs
采用改变培养条件、前体 饲喂、环境胁迫、抗生素 诱变、化学表观遗传修饰、 化学转化发酵提取物（天 然组合化学）等策略是纯 培养海洋微生物获得化学 多样性丰富的MNPs的简 单而实用的方法，实验室 可操作性强[3]，但需要借 助于薄层色谱（TLC）、 高效液相色谱（HPLC）、 液质联用（LC-MS）或液 核联用（LC-NMR）联用 来检测代谢产物的化学多 样性。
海洋活性物质可通过抑制胶原蛋白流失或促进胶原蛋白合成减轻 UV 辐射造成的伤害：
1) 抑制胶原蛋白流失: 海洋中已分离或 筛选得到多种天然的基质金属蛋白酶抑 制剂( MMPIs) ，主要包括多酚类、 MAA、糖类、类胡萝卜素、脂肪酸类化 合物和萜类化合物等。研究表明它们对 UVB 或 UVA 诱导的人皮肤细胞或小鼠 皮肤细胞中 MMP-1、MMP-2、MMP8、MMP-9 或 MMP-13 等有显著抑制 作用，从而减少胶原蛋白的降解
超临界CO2流体萃取技术还可 用来分离提取其他海洋生物活 性物质。厉剑剑等利用超临界 CO2萃取从小球藻中提取精油， 同时检测精油的还原力和DPPH 自由基清除率，得到的产物具 有良好的抗氧化性。李民贤等 采用超临界CO2流体萃取裂叶 马尾藻，得到的二类黄酮含量 高于传统的热水提取法和乙醇 提取法。超临界CO2萃取表面 张力小，容易渗透到样品中， 流速大，且溶剂强度可控，能 实现梯度萃取，在实际应用中， 可用来前处理海洋环境样品中 多氯联苯、杂环胺等有机化合 物
2、萃取高度不饱和 脂肪酸EPA、DHA、 γ-亚麻酸
超临界CO2萃取技术将鱼油与 其中的色素、产生臭味的化合 物分离开来，简化工艺、降低 成本，且保留了鱼油原来的化 学状态，更适合人体的吸收利 用。Lucient等用超临界CO2萃 取沙丁鱼油中的EPA和DHA， 得率是传统方法的3~4倍。
3、其他海洋生物活 性物质
抗氧化
UV 射线能诱发皮肤产生大量的ＲOS，造成 DNA、蛋白或 脂质等细胞结构的氧化损伤，增强皮肤的氧化胁迫。
海洋天然源抗氧化剂可通过以下两种抗氧化方式减弱 UV 的光损伤作用：
①直接抑制 UV 诱导的皮肤细胞 和细胞外基质的自由基反应，例 如海洋多酚、海洋类胡萝卜素、 海洋多糖、萜类化合物等可直接 清除细胞内 ＲOS 或直接抑制 UV 诱导的信号传导通路。
海洋生物技术
-综 述-
海洋微生物是新MNPs的特异生产力
MNPs研究发源于20世纪30年代，在1967年在美国召开了首届海洋药物会议， 提出向“海洋要药的口号”。之后，由于采样技术、色谱分离技术、质谱技 术（MS）和核磁共振技术（NMR）及化合物分离与结构鉴定技术的进步， 报道的新MNPs的数量逐年增加。
②抑制抗氧化组分的耗竭，增强皮肤抗氧化剂 活性；鲑鱼中提取的明胶 SG 及其水解产物 SGH灌胃小鼠后可改善 UV 照射引起的宏观组 织结ห้องสมุดไป่ตู้和皮肤形态的病理变化，通过抑制抗氧 化防御组分的耗竭，参与胶原的合成和增强免 疫系统等机制保护小鼠皮肤
◆海洋生物活性物质抗光老化保护机制
抑制胶原蛋白流失，促进胶原蛋白合成
缓解皮肤炎症
研究认为 UV 辐射引起的皮肤炎症是光老化或肿瘤的早期现象，过度暴露于 UV 辐射 可引起红斑、水肿和增生反应等皮肤炎症症状。Suh 等研 究 发 现 海 洋 绿 藻 莱 茵 衣 藻提 取 物 中 分 离 得 到 的MAAs 可减弱人角化细胞 Hacat UV 辐射后的炎症反应， 降低 COX-2 mＲNA 水平的表达，同时在 MAAs存在下前胶原 C 端蛋白酶增强子和弹 性蛋白基因的表达水平增加。
天然防污活性物质是环境友好型的防污物质，低浓度下也具有活性 和具有生物降解性。天然防污活性物质研究对抗生物粘附材料开发有很重要的意义，越来越受到
人们的关注。
Gao等采用直接裂解缓冲法、三氯乙酸-丙酮法、苯酚法和苯酚/三氯乙酸-丙酮法 4 种蛋白质提取方法用于绿藻 小球藻进行蛋白质组分析。结果表明,在提取的蛋白质应用于鸟枪蛋白质组学研究方面, 苯酚/三氯乙酸-丙酮法 的提取效果最优。
赵宇鹏等提出采用酚提取法能更好地提取条斑紫菜中的蛋白质, 并能除去样品的盐离子及其他干扰杂质, 在该提 取方法下可获得更高纯度的蛋白样品, 为提高其他大型海藻的总可溶性蛋白提取提供参考
2) 促进胶原蛋白合成: 岩藻聚 糖以剂量依赖性方式增加 I 型前 胶原 mＲNA 和蛋白质表达， 并显著抑制 MMP-1 的表达及 其启动子活性。壳聚糖处理组 可通过 AP-1 信号通路增强 UVA 辐照后人皮肤成纤维细胞 的原胶原蛋白、I 型、III 型和 IV 型胶原蛋白的合成。
◆海洋生物活性物质抗光老化保护机制
Xing 等采用了转录组及基于 iTRAQ 的蛋白质组学联用, 并结合脂肪酸 分 析 首 次 综 合 阐 述 了 产 油 微 藻在低温和高温胁迫下对温度应激的适应机制揭示低温和高温诱导的产油微藻中脂肪酸代谢 的重编程之间的一致性和差异, 从分子水平阐述了温度对产油微藻脂肪酸代谢影响，
海洋天然防污活性物质
◆生物提取中的应用包含：
1、萃取油脂
对于海洋动物而言，提取脂肪 一方面可得到n-3系列高度不 饱和脂肪酸，另一方面是除去 易氧化的脂肪来保存肉的品质。 对于海洋植物藻类而言，传统 有机溶剂提取法总脂含量较高， 但超临界CO2提取方法得到的 脂肪酸甲酯含量更高，其中的 中性脂可用于制备生物柴油。 此外，超临界CO2提取得到的 微藻脂类色素含量更低，降低 后续脱色难度。
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蛋白质组学技术在藻类研究中的应用
藻类具有复杂多样的进化历史和生物学特征, 在生态系统中扮演着重要角色。高通量技术 在藻类研究领域中的应用, 也大大促进了藻 类蛋白质组学的发展
我国海藻资源丰富, 海水养殖面积广, 据统计, 2018 年我国藻 类养殖产量高达 235.08 万吨,其中海洋藻类养殖总产量为 234.39 万吨, 具有巨大的碳汇潜力和经济开发价值。但目前 海洋藻类仍旧作为初级产品进入销售市场, 高新技术利用不 足, 精深加工产品较少。
抗光老化MNPs作用机制
持续暴露 UV( 包括 UVA 和 UVB) 可引发急性或慢性的皮肤失调、损 伤、皮肤癌和皮肤老化等皮肤病变。UV 辐射是造成皮肤外源性老化 的主要因素;海洋生物可通过物理或化学的阻隔作用、抗氧化、色素的 抑制作用以及核酸和蛋白的修复功能等多种生理和生化防御机制，减 少 UV辐射对自身造成的损害。这些自我保护机制，使得通过添加海 洋天然活性物质改变皮肤和 UV的相互作用成为可能。
如何激活海洋微生物中合成MNPs的隐性或沉默基因，提高海 洋微生物代谢MNPs的生产力，拓展海洋微生物MNPs的多样 性或化学空间，成为了研究海洋药物的重要课题。
◆目前尚在研究的方法包含：
1、通过基因突变、敲除、 替换、异源表达等分子手 段，获得新的活性MNPs
2、通过微生物之间的互 作（共培养），获得新 的活性MNPs
藻类组学样品制备
常用的破壁方法有: 碱处理法、机械破碎法、超声波辅助法及液氮研磨法等
Safi 等比较了手工研磨, 超声处理,碱处理, 和高压处理 4 种细胞破碎技术，结果表明提取蛋白质的浓度不仅受微 藻细胞壁的机械刚性的影响,还取决于藻体本身细胞壁的结构与化学特性，高压细胞破碎是对微藻细胞壁最有效 的破碎方式，最好的细胞破碎方法是珠磨法。
◆海洋生物活性物质抗光老化保护机制
UV 吸收
Kim 等研究显示提取自腔昆布的褐藻多酚 Fucodiphlorethol G 可通过吸收 UVB 辐射和清除细胞内 ＲOS 提高 UVB 辐射后人角化细胞的成活率，并降低 8isoprostane 生成和 DNA 断裂;具有 UV 吸收功能的光保护化合物还有例如蓝细 菌中的 Scytonemins、真菌中的Mycosporines、海洋高等植物中的苯丙烷、类 黄酮、多酚化合物等。
1980年代兴起的合成生物学 技术，可以通过基因重组等 分子生物学方法，从分子水 平上激活沉默基因或提高低 表达的基因水平，是提高微 生物MNPs生产力的新技术 和新方法
混合培养是模拟自然界中 2种或多种微生物共存的 生存状态，通过2种或多 种微生物之间的共同培养， 人为设置微生物之间的 （资源）竞争与种间交流， 激活微生物NPs的生物合 成基因，产生纯培养无法 合成的新化合物或差异产 物。
Contreras 等采用了基于二维电泳的蛋白组学研究了褐藻对铜胁迫的响应机制,鉴定出可能参与控制褐 藻中铜介导的氧化应激的几种蛋白并确定参与褐藻铜耐受新的靶蛋白,
罗春墡用基于 iTRAQ的 蛋 白 质 组 学 研 究 了 假 微 型 海 链 藻 对短期缺铁的响应机制，结果表明 在铁限制和铁充足培养第 4d的样品中, 得到了 127个铁限制条件下差异表达的假微型海链藻蛋白(41 个上调, 86 个下调)。