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復旦大學類腦研究院團隊構建全球微生物基因目錄
2021-12-17 央視新聞客戶端

  12月16日,記者從復旦大學獲悉,復旦大學類腦研究院生物醫學人工智能團隊的相關研究成果《原核生物基因的生物地理學研究》(“Towards the biogeography of prokaryotic genes”)以長文(Article)形式發表于《自然》(Nature)主刊。

  微生物在地球中無處不在,隱藏在人們的皮膚、腸道以及土壤、河流、海洋等環境,構成一個個復雜的微生物組(microbiome)群落。它們在不同環境下與不同宿主共生互動,成為影響人類健康、疾病發展、地球生態變化的重要因素。傳統微生物組研究按照人類微生物、海洋微生物等不同棲息地分別進行研究,無法在全球視野下描述不同棲息環境中微生物群落的相互關聯。

  復旦大學類腦研究院青年研究員路易斯-佩德羅-科埃略(Luis Pedro Coelho)、教授趙興明、名譽教授皮爾-伯克(Peer Bork)與來自德國、西班牙、美國、英國等多國科學家合作研究,基于全球微生物組(global microbiome)的概念,將地球上不同棲息地的微生物作為統一系統,運用人工智能技術對1.3萬個公開宏基因組樣本進行挖掘,構建了迄今為止最全面的全球微生物基因目錄 (GMGC,Global Microbial Gene Catalog),為全球微生物組研究邁出了重要一步。該研究同時發現,大多數基因具有棲息地特異性,跨越多棲息地的基因主要富集在抗生素耐藥性基因和移動遺傳元件,該研究將為地球生態研究和人類健康研究提供重要貢獻。

  作為類腦研究院生物醫學人工智能團隊的負責人,趙興明教授介紹,前沿科學越來越突破學科界限,需要全域視野和全球視野。本研究構建了一個全球視域下的微生物基因目錄,對于理解微生物與人類健康的關系具有重要的作用。下一步,團隊還將基于所開發的基因目錄,進一步與國內外科研院所和臨床醫療開展合作,探究微生物包括人體腸道微生物與人類生命大健康、大腦認知和行為等方面的影響。(總臺央視記者 王殿甲)

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