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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，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了基础。1月16日，相关成果发表于《科学前沿》。

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和同事建立了一个迄今最大的数据库，其中包含生活在北极、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，以及更广的地理范围和更深的覆盖程度”。

“我们的数据库中包含了来自深海和海底的基因组数据。”Duarte说，他领导的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，并使用算法预测了数十亿个基因的完整序列，而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，从而确定了不完整基因可能的作用。

研究小组发现，真菌代表了在“模糊地带”中发现的一半以上的基因组，“模糊地带”是指海面下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往认知中更多的新基因序列。

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着无限的潜在应用价值。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，“研究人员还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测量基线，这样科学家就可以跟踪研究燃烧化石燃料或深海采矿等活动产生的影响。

美国北卡罗来纳大学教堂山分校海洋微生物学家Andreas Teske说，尽管该数据库有许多潜在应用，但它目前只提供了比一般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。

相关论文信息：https://doi.org/10.3389/fsci.2023.1038696