海参在南亚是一种美食，在那里，海参的养殖是一个价值数百万美元的产业。它们为保护自己在海底的生态位而产生的分子具有很高的药用价值。

这些海洋动物产生一种被称为三萜皂苷的分子，这种分子在植物中广泛存在，但在动物中很少见。

到目前为止，它们是如何进化出产生这些分子的特殊能力的问题一直没有得到解释。

一项国际合作研究调查了海参的基因组，并将它们与海星和海胆等其他棘皮动物的基因组进行了比较。

分析表明，在所有生命领域中都发现的一种酶在海参中缺失，这种酶可以制造固醇，而固醇是构成细胞膜和激素的必要物质。

在海参中，这种产生甾醇的功能被转移到产生这个酶家族中的两个新基因。利用分子生物学，研究人员分离出了这些基因，将它们转移到酵母中，并分析了提取物。

这表明基因获得了新的功能;其中一种制造海参用于自卫的另一种皂素，另一种产生保护海参免受自身化学物质毒性影响的分子。

化学分析表明，这些合成自卫化合物所需的基因在组织外层表达较多。

这项研究的下一阶段是找到制造这些潜在高价值化学品所需的剩余化学步骤，这样就可以更便宜地用植物或酵母生产它们，并帮助保护海参在它们的自然栖息地。

皂素是一种广泛存在的天然产物，据报道有2万多种皂素。它们有广泛的用途，传统上作为肥皂的来源，最近作为疫苗佐剂，发泡剂，抗真菌治疗和乳化剂。

许多动物利用毒素作为化学防御——通常从食物中获取或通过共生关系产生。相比之下，棘皮动物可以自己生物合成毒素。

约翰英纳斯中心的小组组长、该研究的通讯作者安妮·奥斯本教授说:“海参作为一种有益于健康的食物来源和传统药物，在亚洲非常重要。所以，如果我们能了解它们的分子是如何形成的，我们就能制造这些高价值的化合物，而不需要把海参磨碎。我们可以用植物或酵母来制造它们。”

《海参的先天免疫:利用固醇生物合成进行防御》发表于《自然化学生物学》。

Ramesha Thimmappa, Shi Wang, Minyan Zheng, Rajesh Chandra Misra, Ancheng C. Huang, Gerhard Saalbach, Yaqing Chang, Zunchun Zhou, Veronica Hinman, Zhenmin Bao, Anne Osbourn. Biosynthesis of saponin defensive compounds in sea cucumbers. Nature Chemical Biology, 2022