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實驗室搬到5200米海底 深海微生物重新整理人類認知
世界上有海底實驗室嗎
原標題:5200米海底,深海微生物重新整理人類認知
紫色的海參、紅色的遊蝦、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遊弋,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,科研人員已分離鑑定出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,但在相關的資料探勘、開發利用,以及智慧財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,觀測與取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。
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