科学家创建出仿生海洋电池

科学家创建出仿生海洋电池中国科学院微生物研究所、天津工业生物技术研究所、青岛生物能源与过程研究所合作，创建了小型化仿生海洋电池，在生物光伏领域取得新进展。9月24日，相关研究成果以Aminiaturizedbionicocean-batterymimickingthestructureofmarinemicrobialecosystems为题，发表在《自然-通讯》（NatureCommunications）上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1322097.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1322097.htm

研究人员对3.175亿个海洋微生物的基因信息进行了分析和编目

研究人员对3.175亿个海洋微生物的基因信息进行了分析和编目海洋微生物组是一个巨大的、高度多样化的基因库，具有复杂的新陈代谢能力。全球海洋基因组已被证明是科学的重要资源，尤其是在健康领域。例如，最初从水母中分离出来的绿色荧光蛋白现在已被广泛应用于医学成像诊断；生活在热液喷口周围的细菌是用于检测SARS-CoV-2的PCR测试中聚合酶的来源。但是，还有更多的基因有待发现。元基因组学是对直接取自环境或临床样本的遗传物质的研究，可以将基因功能与基因所属的生物体相匹配。分析数百万海洋微生物的基因构成是一项艰巨的任务。值得庆幸的是，人工智能的兴起和计算能力的提高使得大规模的元基因组分析成为可能。现在，阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的研究人员与西班牙国家研究委员会（CSIC）海洋科学研究所合作，对居住在海洋中的微生物的大量基因信息进行了分析和编目。研究人员利用2021年发明的KAUST元基因组分析平台(KMAP)分析了2102份海洋样本。大部分（78.5%）样本采集于上层海洋（0至200米/656英尺）；7.2%采集于中层海洋（200米/656英尺至1000米/3281英尺）；10.2%采集于暗层海洋，深度低于1000米/3281英尺。他们的DNA测序分析确定了3.175亿个独特的基因簇，并利用这些基因簇创建了KMAP全球海洋基因目录1.0，这是世界上最大的海洋微生物开源目录，可将微生物与基因功能、地理位置和栖息地类型相匹配。除了增进我们对海洋微生物群及其新陈代谢能力的了解外，所提供的信息还能帮助科学家追踪全球变暖、污染和整体海洋健康状况，并为探索新型基因在医药、能源、食品和其他行业的潜在用途提供了工具。该研究的通讯作者卡洛斯-杜阿尔特（CarlosDuarte）说："科学家可以远程访问目录，研究不同的海洋生态系统是如何运作的，跟踪污染和全球变暖的影响，寻找生物技术应用，如新型抗生素或分解塑料的新方法。我们目前正在经历的人工智能加速发展很可能会在识别我们正在发布的海量目录中所包含的生物技术相关基因方面发挥重要作用"。有趣的是，在中深海区发现的独特基因簇中，真菌占了50%以上，这凸显了真菌对微生物多样性的贡献。此外，95.9%的样本来自远洋区，即远离海岸的开放自由水域，4.1%的样本来自海底区，即洋底。底栖微生物在海洋生物地球化学循环中起着举足轻重的作用，生物圈中生物（生物）和非生物（非生物）之间的相互作用促进了碳、氮和硫等重要元素的更替。收集有关这些微生物的信息为了解海洋生态系统如何适应因自然和人为原因而不断变化的环境提供了宝贵的信息。"我们的分析强调了继续对海洋进行采样的必要性，重点是那些研究不足的区域，如深海和洋底，"该研究的主要作者ElisaLiaolo说。虽然3.175亿个基因簇听起来似乎很多，但研究人员知道，他们仍有很多工作要做。杜阿尔特说："海洋基因目录1.0中记录的3.17亿个基因组虽然令人印象深刻，但很可能只是海洋生命漫长进化史所积累的庞大功能库的冰山一角。进一步的项目侧重于对海洋中未被充分研究的栖息地进行取样和大规模测序，其中包括研究中未包括的珊瑚和海草等生物，这些栖息地中已知有大量微生物物种，这些项目将可能揭示出比这个初始基因目录中包含的基因数量多得多的基因。"这项研究发表在《科学前沿》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1414823.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1414823.htm

新研究向抗病微生物组疗法迈出重要一步

新研究向抗病微生物组疗法迈出重要一步现在，哈德逊医学研究所（HudsonInstituteofMedicalResearch）与美国系统生物学研究所（InstituteforSystemsBiology）和澳大利亚莫纳什大学（MonashUniversity）的科学家合作开展的新研究发现了一种方法，可以确定肠道中哪些物种最重要，以及它们之间的相互作用如何影响微生物组和更广泛生物学的健康，并为治疗炎症性肠病、感染、自身免疫性疾病和癌症等一系列健康问题的新进展铺平了道路。哈德逊研究所副教授塞缪尔-福斯特（SamuelForster）说："健康的肠道中大约有1000种不同的细菌--这是一个微观的多元文化社区，拥有超过一万亿的个体成员。我们微生物群落中的细菌以群落的形式存在，它们相互依赖，相互产生和分享关键的营养物质"。研究人员表示，通过研究复杂微生物群的计算模型，他们不仅可以了解微生物的构成和相互作用，还可以了解它们如何影响周围的身体。福斯特说："我们开发了一种新的计算方法来了解这些依赖关系及其在塑造我们的微生物群方面的作用。这种新方法解开了我们对肠道微生物群的理解，为选择性重塑微生物群落的新治疗方案奠定了基础。"克罗恩病就是一个例子，研究小组证实它与微生物群中的硫化氢有关。研究人员发现，与之前的研究相反，该病是由于使用硫化氢的细菌减少而引发的，而不是产生硫化氢的物种增加。福斯特和他的团队与总部位于阿德莱德的生物技术公司BiomeBank有着长期的合作关系，该公司正在研究通过恢复肠道微生物生态来治疗和预防疾病的新方法。通过哈德逊医学研究所与BiomeBank的合作，这些对群落结构的深入了解将为合理选择微生物组合进行有针对性的干预提供机会。使用计算方法研究微生物群落可能是了解如何针对群落中的复杂关系采取意义深远的健康干预措施的关键一步。"这是开发复杂微生物疗法的重要一步，"领衔作者瓦内萨-马塞利诺（VanessaMarcelino）说。"这种方法使我们能够识别和排列细菌之间的关键相互作用，并利用这些知识预测改变群体的有针对性的方法"。该团队目前正与生物技术公司BiomeBank合作，以便将他们的发现付诸实践，找到利用肠道微生物群生态学治疗和预防疾病的新方法。福斯特说："通过哈德逊医学研究所与BiomeBank的合作，我们对群落结构的这些见解将为合理选择微生物组合进行有针对性的干预提供机会。"该研究发表在《自然通讯》（NatureCommunications）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391753.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391753.htm

哈佛大学的科学家对感染深海微生物的病毒有了新的认识

哈佛大学的科学家对感染深海微生物的病毒有了新的认识在地球上，病毒是最丰富和多样的生命形式，栖息在每个环境中。例如，在海洋中，病毒甚至比微生物更多，其数量是微生物的十倍。病毒通过感染生物体进行复制，范围从人类和动物到昆虫甚至微生物。尽管感染微生物的环境病毒的存在并不是一个新的发现，但它们的流行程度以前是未知的。研究人员刚刚开始理解病毒的丰富多样性以及它们对生态系统的影响和它们在生态系统中的功能。PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354289.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1354289.htm

微生物群在室友家人之间共享

微生物群在室友家人之间共享《nature》发表了一项迄今关于人类微生物群传播最大最多样化的研究，世界各地18个机构和研究中心参与。分析了五大洲20个国家9715份参与者的粪便和唾液样本，评估母婴、亲人、双胞胎、伴侣、室友、村庄和人群之间的传播。结果表明，同居个体之间存在大量的菌株共享，此前认为非传染性的疾病可能一定程度上具有传染性，包括但不限于与微生物群相关的癌症、糖尿病、心血管疾病、肥胖。同居个体之间肠道和口腔微生物组的中位数菌株共享率为12%和32%，伴侣之间的肠道和口腔菌株共享分别为13%和38%，口腔微生物群的传播会随着同居持续时间而增强。母婴间菌株共享率50%，母体微生物群的细菌甚至可以在老年人身上检测到。同一村庄不同家庭的个体的菌株共享率明显高于不同村庄的菌株共享率。https://www.nature.com/articles/s41586-022-05620-1#硬核#科普#科学#Nature投稿：@ZaiHuabot频道：@TestFlightCN

表层土壤中的微生物可能表明地下存在钻石

表层土壤中的微生物可能表明地下存在钻石一块金伯利岩矿石中的钻石原石考虑到这一事实，加拿大不列颠哥伦比亚大学的科学家开始将一种被称为金伯利岩的岩石样本添加到各种土壤微生物种群中。金伯利岩矿石是世界上最常见的钻石基质。在了解哪些微生物物种繁盛、哪些微生物物种消亡后，研究人员留下了金伯利岩的“生物土壤指纹”。研究小组随后分析了从加拿大西北地区的一个勘探地点获得的土壤样本，该地点已经通过钻探证实了金伯利岩的存在。根据土壤中的微生物DNA，发现样本中存在指纹的65个指示物种中的59个。一些以前未识别的物种也大量存在，因此添加它们以创建新的和改进的指纹。然后将该指纹与从怀疑存在金伯利岩的第二个地点获得的微生物指纹进行比较。通过进行此类比较，科学家们成功地找到了位于地表以下约150米（492英尺）处的金伯利岩矿床。事实上，该技术被证明比常用的地球化学分析（测试土壤中的化学元素）的现有方法更可靠。重要的是，人们相信，一旦该技术进一步发展，它可以用来寻找其他类型的矿石。事实证明，它已经成功地定位了广泛用于电池的斑岩铜矿。“这是令人兴奋的，因为这是人们越来越认识到在采矿的每个阶段使用微生物的潜力的一部分，从寻找矿物到加工它们，再到将矿场恢复到自然状态，”团队成员肖恩·克罗博士说。“目前，微生物DNA测序需要特定的专业知识，并且成本与其他矿物勘探技术相当，但这可能会随着行业采用而改变。”有关这项研究的论文最近发表在《自然·通讯·地球与环境》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1392061.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1392061.htm