最大的海洋微生物基因数据库有助于药物发现

迄今对包括细菌、病毒和真菌在内的海洋微生物基因进行的最全面分析，可为研究人员发现抗生素、追踪气候变化影响和保护濒危物种奠定基础。1月16日，相关成果发表于《科学前沿》。

据《自然》报道，2021年，研究人员构建了一个目录，其中包含约3亿组陆地微生物和海洋微生物的基因。现在，沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学海洋生态学家Carlos Duarte和同事建立了一个数据库，其中包含了生活在北极、印度洋、南大洋、大西洋、太平洋和地中海的约3.15亿组微生物基因。

澳大利亚昆士兰科技大学计算生物学家Luis Pedro Coelho表示，该数据库“代表了基因数量的大幅增加，以及更广的范围和更深的深度”。

“我们的目录中包含了来自深海和海底的基因组数据。”Duarte说，他领导团队发现了一些来自海洋更深处的样本。“以前的目录主要侧重上层海洋，大部分数据来自海面下200米范围内。”

研究人员应用超级计算机分析了基因数据，使用算法预测了数十亿个基因的完整序列，这些基因只有部分片段是已知的。他们将这些填充序列与已知功能的微生物基因进行比较，从而确定不完整基因的可能作用。

研究小组发现，真菌代表了“暮色带”中发现的一半以上的基因组，“暮色带”是海面下200米至1000米之间的区域。Duarte说，这表明真菌在处理海洋有机物方面发挥的作用比以前认为的更大。分析还显示，一些海洋病毒含有比以前识别的更多的新基因序列。

更深入地了解海洋微生物可能会带来广泛的益处。“海洋微生物的基因和蛋白质有无限的潜在应用。我们可以探索新的抗生素，可以发现新的用于食品生产的酶。”Duarte说，“如果研究人员知道自己在寻找什么，他们就可以利用这一数据库平台，找到解决特定问题的方法。”

他补充说，该数据库还可作为海洋微生物多样性的基准测量，这样科学家就可以跟踪燃烧化石燃料或深海采矿等活动的影响。

美国北卡罗来纳大学教堂山分校海洋微生物学家Andreas Teske说，尽管该目录有许多潜在应用，但它目前只提供了比物种水平更广泛的关于细菌群的见解。他说，提高数据库的分辨率将使它更有用。