5200米海底下深海微生物刷新人類認知

紫色的海參、紅色的游蝦、白色的小魚、藍色的海葵……色彩斑斕的生命在海底一隅歡快地游弋，上演了一出生動的“海底總動員”。

“利用深海攝像，我們清楚地觀測到5200米海底的熱鬧景象，其實，那些肉眼看不到的微生物才是潛藏深海的‘主角’。”中國大洋第45航次首席科學家林輝告訴科技日報記者，連日來，大洋45航次科考隊利用大面積調查和原位富集培養等方式，在東太平洋密集開展深海微生物菌株及其基因資源調查。

此前，我國深海生物基因調查大多集中在西南印度洋、南大西洋和東太平洋洋中脊熱液區，在類似東太平洋多金屬結核區深海平原的調查相對較少。

把實驗室搬到5200米海底

深達數千米的大洋深處，高壓、幽暗、寒冷，曾被人類視為生命禁區。目前人類認識的深海微生物還不足1%，對海底環境中微生物的生命活動及能量代謝過程也知之甚少。

不僅如此，在陸地實驗室完全模擬深海環境來培養微生物，也是當前的世界性技術瓶頸。就在前幾天，大洋45航次科考隊成功回收在海底工作12天的深海微生物原位富集系統，該系統將實驗室“搬到”5200多米的海底，利用深海原位的高壓、低溫、寡營養等極端環境以及開放的物質交換條件，富集和培養在陸地實驗室無法獲取的海洋微生物。

“我們用濾膜截流由不同底物獲取的原位富集菌體，用於種群結構分析。”來自國家海洋局海洋生物遺傳資源重點實驗室的董純明博士說。

微生物是新藥開發的獨特資源

“極端的深海環境賦予微生物獨特的種群結構和代謝機制，蘊含著如嗜壓、嗜冷及功能待確認的極端菌。深海微生物資源的價值，體現在科研和應用上。”國家海洋局海洋生物遺傳資源重點實驗室主任邵宗澤表示，開展深海微生物基因研究，有助於我們探尋深海生命的起源和進化機制。

在推動基礎研究穩步向前的同時，深海微生物資源在生物醫藥、工農業、食品、環境等領域均獲重要進展，已經形成數十億美元的產業。

“深海微生物的特殊代謝途徑，將產生大量結構全新的藥物候選物，為生物技術產業發展和新藥開發提供獨特的資源。”邵宗澤介紹，科研人員已分離鑒定出50個具有抗腫瘤、抗衰老、抗氧化或抗菌、抗病毒等活性的小分子化合物。其中，深海微生物抗超級耐藥性細菌MRSA與流感病毒H1N1的新結構化合物已獲發明專利，並將進入成藥性評價環節。

我國微生物資源庫仍存不足

經過15年的不懈努力，我國已建成庫藏量和種類數世界領先的海洋微生物資源庫。

“我國在資源庫數量等方面躋身世界前列，但在相關的數據挖掘、開發利用，以及知識產權保護方面關注不夠。”大洋45航次臨時黨委書記黃浩坦言。

“相比發達國家，我國深海調查與樣品採集方面技術手段有待加強，觀測與採樣工具正在逐步完善，生物資源研發方面也需補齊短板。”邵宗澤坦言。（記者劉垠）