央广网上海12月16日消息（采访人员杨静 通讯员潘少军 贾龙豪）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 。
北京时间2021年12月16日凌晨 ， 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 。 科埃略是论文的第一作者和共同通讯作者 。 该研究得到了欧盟“地平线2020”创新计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市“脑与类脑智能基础转化应用研究”市级科技重大专项等项目的资助 。
构建迄今为止最全面的全球微生物基因目录
基因目录对于描述微生物群落的物种组成和功能特性具有重要意义 。 自2010年欧洲分子生物学实验室（EMBL）和华大基因构建首个人类肠道微生物基因目录以来 ， 新兴的微生物基因目录为研究人类生理学和疾病提供了重要线索 。
全球微生物基因目录涵盖了肠道、口腔、皮肤、海洋、土壤等14微生物的主要栖息地 ， 收集了13174个公开可用的高质量宏基因组和84029个高质量的基因组 ， 得到了包含3.03亿个物种级的基因（95%的核酸一致性聚类） ， 构建了迄今为止最全面的全球微生物基因目录 ， 将为地球生态研究和人类健康研究提供重要贡献 。
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从1.3万个宏基因组样本和近10万个细菌基因组中构建的包含3亿个原核生物基因的全球微生物基因目录
揭示微生物基因与栖息环境的重要关联
物种水平的单基因簇（unigene）可能代表着来自多种栖息地的基因（multi-habitat genes） 。 多栖息地基因可能来自在多种栖息环境中都生存的物种 ， 或者来自基因组之间或者跨越栖息地边界水平转移的移动遗传原件（mobile elements） 。 研究发现 ， 大多数基因都是栖息环境特异性的 ， 这与微生物倾向于适应环境的特性是一致的；只有5.8%物种水平的单基因簇是多栖息环境基因 ， 多栖息环境基因主要富集在抗生素耐药性基因和移动遗传原件 。
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