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复旦大学类脑研究院团队构建全球微生物基因目录
2021-12-17 央视新闻客户端

  12月16日,记者从复旦大学获悉,复旦大学类脑研究院生物医学人工智能团队的相关研究成果《原核生物基因的生物地理学研究》(“Towards the biogeography of prokaryotic genes”)以长文(Article)形式发表于《自然》(Nature)主刊。

  微生物在地球中无处不在,隐藏在人们的皮肤、肠道以及土壤、河流、海洋等环境,构成一个个复杂的微生物组(microbiome)群落。它们在不同环境下与不同宿主共生互动,成为影响人类健康、疾病发展、地球生态变化的重要因素。传统微生物组研究按照人类微生物、海洋微生物等不同栖息地分别进行研究,无法在全球视野下描述不同栖息环境中微生物群落的相互关联。

  复旦大学类脑研究院青年研究员路易斯-佩德罗-科埃略(Luis Pedro Coelho)、教授赵兴明、名誉教授皮尔-伯克(Peer Bork)与来自德国、西班牙、美国、英国等多国科学家合作研究,基于全球微生物组(global microbiome)的概念,将地球上不同栖息地的微生物作为统一系统,运用人工智能技术对1.3万个公开宏基因组样本进行挖掘,构建了迄今为止最全面的全球微生物基因目录 (GMGC,Global Microbial Gene Catalog),为全球微生物组研究迈出了重要一步。该研究同时发现,大多数基因具有栖息地特异性,跨越多栖息地的基因主要富集在抗生素耐药性基因和移动遗传元件,该研究将为地球生态研究和人类健康研究提供重要贡献。

  作为类脑研究院生物医学人工智能团队的负责人,赵兴明教授介绍,前沿科学越来越突破学科界限,需要全域视野和全球视野。本研究构建了一个全球视域下的微生物基因目录,对于理解微生物与人类健康的关系具有重要的作用。下一步,团队还将基于所开发的基因目录,进一步与国内外科研院所和临床医疗开展合作,探究微生物包括人体肠道微生物与人类生命大健康、大脑认知和行为等方面的影响。(总台央视记者 王殿甲)

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