来源：瑞士苏黎世联邦理工学院                                            发布时间：2022年6月22日

       海洋中数量庞大的微生物对整个生态和气候系统正常运行至关重要。然而至今为止对海洋微生物多样性的研究还处于初级阶段。 这种多样性还包括发现对生态环境和生物技术相关的酶和生物合成代谢物的丰富潜力，由于分析基因组解析数据的局限性，海洋微生物的生物合成潜力在很大程度上仍然未知。最近，由苏黎世联邦理工学院（ETH）微生物研究所研究团队领导的研究，研究了这种多样性。该研发表在自然 期刊上。

       为检测细菌产生的新天然产物，研究团队调查了来自全球海洋考察和海上观测平台在每个海洋区域不同深度收集的1000个水样的公开DNA数据，利用环境DNA（eDNA）分析等技术寻找新物种。

       研究团体利用样本的原始eDNA测序数据，通过计算机重建了整个基因组，成功解密了蛋白质蓝图的编码信息。并将这些新数据与现有的8500个海洋微生物基因组数据集整合到一个的数据库中，由此为研究人员提供了35000个基因组来寻找新的微生物物种，特别是寻找有为天然产物提供合成途径潜力的生物合成基因簇（BGCs）。

海洋微生物组生物合成潜力的新颖性和系统基因组分布   图片：nature

       通过这些基因组数据，研究人员不仅发现了约4万个可能有用的BGCs，而且还检测到以前未被发现的属于Eremiobacterota门的细菌物种。该细菌之前被认为仅存在于陆地环境中，且没有表现出任何特殊的生物合成多样性。研究团队将这些细菌命名为一个新科Eudoremicrobiaceae，同时发现该科中的一个物种Eudoremicrobium malaspinii在某些海洋区域中占全部细菌的6%。 此外这种新细菌被证明是目前所有检测样本中BGCs多样性最高的物种。

       研究团队详细研究了两种Eudoremicrobiaceae BGCs，其中一种包含酶遗传密码的基因簇，该基因簇在这类细菌BGCs中从未发现过；另一种BGCs则是抑制蛋白水解酶的生物活性天然产物。由于E. malaspinii无法在实验室中培养，研究人员将基因导入至模型细菌中，发现细菌产生了相应产物。通过分析研究人员进一步验证了这两种天然产物的结构和其生物活性。

       目前，研究团队在继续发现新的天然产品之外，希望进一步调查海洋微生物进化和生态中尚未解决的问题。包括微生物是如何在海洋中分散，以及某些基因为微生物创造的生态或进化上的益处，并认为BGCs可能在这个过程发挥了重要作用。

原文链接：Tapping the ocean as a source of natural products

编译：李新