最大的海洋微生物基因數據庫有助于藥物發現

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迄今對包括細菌、病毒和真菌在內的海洋微生物基因進行的最全面分析，可為研究人員發現抗生素、追蹤氣候變化影響和保護瀕危物種奠定基礎。1月16日，相關成果發表于《科學前沿》。

據《自然》報道，2021年，研究人員構建了一個目錄，其中包含約3億組陸地微生物和海洋微生物的基因。現在，沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學海洋生態學家Carlos Duarte和同事建立了一個數據庫，其中包含了生活在北極、印度洋、南大洋、大西洋、太平洋和地中海的約3.15億組微生物基因。

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該數據庫包括來自海洋深處的基因組數據。圖片來源：Global pictures/Getty

澳大利亞昆士蘭科技大學計算生物學家Luis Pedro Coelho表示，該數據庫“代表了基因數量的大幅增加，以及更廣的范圍和更深的深度”。

“我們的目錄中包含了來自深海和海底的基因組數據。”Duarte說，他領導團隊發現了一些來自海洋更深處的樣本。“以前的目錄主要側重上層海洋，大部分數據來自海面下200米范圍內。”

研究人員應用超級計算機分析了基因數據，使用算法預測了數十億個基因的完整序列，這些基因只有部分片段是已知的。他們將這些填充序列與已知功能的微生物基因進行比較，從而確定不完整基因的可能作用。

研究小組發現，真菌代表了“暮色帶”中發現的一半以上的基因組，“暮色帶”是海面下200米至1000米之間的區域。Duarte說，這表明真菌在處理海洋有機物方面發揮的作用比以前認為的更大。分析還顯示，一些海洋病毒含有比以前識別的更多的新基因序列。

更深入地了解海洋微生物可能會帶來廣泛的益處。“海洋微生物的基因和蛋白質有無限的潛在應用。我們可以探索新的抗生素，可以發現新的用于食品生產的酶。”Duarte說，“如果研究人員知道自己在尋找什么，他們就可以利用這一數據庫平臺，找到解決特定問題的方法。”

他補充說，該數據庫還可作為海洋微生物多樣性的基準測量，這樣科學家就可以跟蹤燃燒化石燃料或深海采礦等活動的影響。

美國北卡羅來納大學教堂山分校海洋微生物學家Andreas Teske說，盡管該目錄有許多潛在應用，但它目前只提供了比物種水平更廣泛的關于細菌群的見解。他說，提高數據庫的分辨率將使它更有用。

相關論文信息：https://doi.org/10.3389/fsci.2023.1038696