我国网讯 9月4日晚，华大生命科学研讨院联合山东大学、英国东安格利亚大学、我国海洋大学、厦门大学、丹麦哥本哈根大学等组织，在全球尖端学术期刊《天然》（Nature）上宣布了一项重磅研讨作用：经过对现在已揭露的海洋微生物宏基因组数据来进行剖析和深度开掘，不只构建了迄今为止最完好的海洋微生物基因数据库，更从中发现了很多具有运用潜力的基因资源，为开发新式基因修改东西、抗菌肽、PET塑料降解酶等供给了全新的思路，将极大地推进相关工业的运用开展。

  研讨团队历时五年，经过对现在已揭露的挨近240 Tb海洋微生物宏基因组数据来进行重剖析，构建了具有超4.31万个海洋微生物基因组和24.58亿个基因序列的海洋微生物组数据库The Global Ocean Microbiome Catalogue（GOMC），包括从南极到北极、从近海到深远海、从表层海洋到万米超深渊等多样化的海洋ECO。该数据库是已报导海洋基因组数据库 Tara Ocean 的3倍、蛋白序列库的60倍。其间，2万多个微生物是潜在新发现物种，近1万个微生物为在深海等一起生境中初次发现。

  本研讨运用宏基因组分箱技能对海量数据来进行重剖析，可获取环境中很多不行培育微生物的全基因组序列，取得新物种的基因组及其功用信息等，避免了大部分海洋微生物无法经过传统别离培育取得导致的信息遗失，得到的微生物基因组更全面。而在未来基因资源运用上，根据已开掘出有运用潜力的微生物基因组数据，结合组成生物学技能或可完成微生物活性功用的大规模开发运用。

  该研讨不只极大拓宽了对海洋微生物多样性的了解，改写了曩昔认知中海洋原核微生物基因组巨细的上限，提醒了缺氧海洋环境对大基因组细菌的适应性演化供给了挑选压力，解析了全球海洋微生物群落的生物地理分布规则，为了解微生物在不同海洋环境中的遗传连通性供给了新的视角。

  作为 “千种海洋生物基因测序项目”的榜首年度重要作用，该项研讨为海洋微生物的演化、环境适应性、生态学研讨和遗传资源开发与运用供给了史无前例的机会。

  GOMC数据库犹如一座宝库，蕴藏着很多待发现的基因瑰宝。研讨团队针对该基因数据库，运用深度学习算法东西对其进行开掘，发现了多项具有运用潜力的基因资源，将沧海“遗”珠打磨成耀眼的沧海“明”珠：

  • 新式“基因剪刀”：还记得“基因剪刀”CRISPR-Cas9吗？它被称为生命科学范畴的革命性技能。在本研讨中，研讨团队判定出了36个新式CRISPR-Cas9基因修改系统，并开掘出了一个具有潜在运用价值的新式Cas9修改系统（Om1Cas9），将助力我国在基因修改东西运用上具有更多独立性和挑选。

  • 抗生素代替：研讨团队判定了117个新式抗菌肽，并经过生物组成和试验验证发现其间10个抗菌肽具有十分显着抗菌活性及广谱抗菌作用。根据该作用，华大现在已联合香港理工大学建立香港理工大学-华大•全球深海资源基因组学和组成生物学联合研讨中心，施行进一步研制和工业化，或将为抗生素耐药性难题供给新的处理方案。

  • 破解塑料污染难题：塑料污染是全球性难题。团队开掘了3个深海来历的高活性新式嗜盐PET塑料降解酶，3天内对PET薄膜降解率到达83%，是已报导的IsPETase塑料降解酶活性的44倍。以PET生物酶法来降解、再生和晋级PET塑料能处理塑料污染，提高环境生态效益，是全球科学研讨和工业运用的热门。本研讨开掘的新式PET塑料降解酶或将助力我国完成PET塑料的绿色低碳可继续运用，削减塑料制作工业对石油的依靠和碳排放。

  现在，GOMC数据库已存储于国家基因库生命大数据渠道（）。研讨团队根据GOMC和自有的极点生境基因数据，进一步开发了贯穿序列判定、结构猜测与聚类、酶蛋白活性位点精准猜测和高通量基因组成等全链条AI技能辅佐的功用基因开掘技能系统，并面向全球学者供给海洋及极点环境来历的新式酶高效开掘技能服务渠道。

  “本研讨标志着海洋宏基因组学范畴的一个新高度，凸显了海洋微生物组在改进人类福祉和促进环境可继续性开展上的关键作用。这些发现不只为全球科学家对海洋的可继续探究和运用拓荒了宽广远景，也为未来的生物技能和生物医学研讨奠定了根底。”文章一起榜首作者、华大生命科学研讨院陈建威博士表明。

  关于本研讨作用，世界闻名海洋微生物生态学研讨专家A. Murat Eren教授表明：“该研讨很好地证明了海洋微生物的无限或许，为在海量基因组数据中开掘生物技能与生物医学相关的名贵资源指引了方向”。另一位海洋微生物多样性研讨专家Tom O. Delmont教授也表明：“该作用将关于研讨和运用海洋微生物相关的多个研讨范畴发生继续、持久的积极影响”。

  华大生命科学研讨院范广益研讨员、章文蔚研讨员，山东大学李盛英教授，英国东安格利亚大学Thomas Mock教授及华大生命科学研讨院孙颖博士为论文一起通讯作者。华大生命科学研讨院陈建威博士、贾洋洋博士、孙颖博士和山东大学刘琨助理研讨员为论文一起榜首作者。本研讨遭到国家要点研制方案、国家天然科学基金委、广东省海洋生物要点专项、青岛西海岸新区严重科学技能创新专项、青岛自贸片区千种海洋生物基因测序项目、三亚崖州湾科技城项目等项目联合赞助。