作者：索尼亚·费尔南德斯，加州大学圣塔芭芭拉分校
下一重大抗生素或癌症疗法可能就藏在最近的珊瑚礁中？研究人员发现，珊瑚礁中生活着大量此前未知的生物活性代谢物——这些小分子生物物质具有生物技术潜力，可为新药及其他众多产品提供基础。
"这里蕴藏着巨大的基因组潜力宝藏，"加州大学圣塔芭芭拉分校海洋生物学家丽贝卡·维加·瑟伯(Rebecca Vega Thurber)表示，她曾参与2016-2018年的"塔拉太平洋"(Tara Pacific)科考项目，这是一项为期两年的太平洋珊瑚礁科学探索任务。科考队研究了32个群岛，采集了总计58,000个样本；这是首次以如此规模研究这些脆弱的生态系统。
"我们的任务是尝试描述这些尚未充分探索的珊瑚礁和开阔水域系统中存在的全部生物多样性，"瑟伯表示，她是加州大学圣塔芭芭拉分校海洋科学研究所的主任，也是发表在《自然》杂志上的一篇论文的合著者。
此次科考研究深入探究了珊瑚礁微生物组的各个方面——即生活在珊瑚内部及周围的众多多样化微生物。瑟伯的团队特别关注与这些珊瑚礁相关的细菌。
她说："过去，很多人关注与海水相关的细菌，海水细菌确实具有非常有趣的生物多样性，但没有人真正深入研究过珊瑚特异性细菌。"
研究人员采用了基因组学方法，对两种石珊瑚和一种火珊瑚中发现的细菌进行了研究。后者实际上是与水母关系更近的群体海洋生物，而非与石珊瑚有远亲关系。
研究团队从科考期间采集的造礁珊瑚样本中重建了13,000多个宏基因组组装的微生物基因组。
瑟伯说："我们发现的90%都是前所未见的。通过这种方法，我们总共发现了3,700种新细菌。"她补充说，几乎所有新发现的细菌都是其宿主特有的，在海水中并未发现。
这一发现为寻找和合成重要产品增添了大量可能性，可以利用这些细菌新陈代谢产生的生物活性分子。细菌用于生长、通讯、自我防御和适应的小分子化合物可转化为从医药到工业的各种用途。
她指出："它们可用于药物或工业用途。例如，它们可用于洗衣洗涤剂，或用于混凝土开发。如果你正在开发新的生物技术材料，这些生物分子对科学家创造新的合成产品非常重要。"他们发现的新细菌中包括酸杆菌门(Acidobacteriota)的新群体，这是一个普遍存在且代谢多样的群体，编码了此前未知的酶学特性，在蛋白质工程中可能发挥重要作用。
"珊瑚礁目前状况非常糟糕。我们非常希望更好地了解这些生物的能力，以及当它们被破坏时我们可能会失去什么。"
此外，研究团队发现，造礁珊瑚微生物组的生物合成潜力与海绵相当甚至超过海绵——海绵是众所周知且丰富的生物活性代谢物来源。瑟伯解释说，海绵一直是生物活性产品发现的主要焦点，但珊瑚的生物活性化合物却从未真正被探索过。
而这一切只是冰山一角——研究人员只研究了数百种珊瑚中的三种。她问道："如果我们研究所有珊瑚，会发现什么？"
不幸的是，所有这些潜力都存在于海洋变暖前线的脆弱生态系统中，太平洋的许多珊瑚礁系统已经出现白化现象。研究人员表示，这"凸显了保护珊瑚礁作为分子多样性重要储存库的重要性"。
瑟伯说："珊瑚礁目前状况非常糟糕。我们非常希望更好地了解这些生物的能力，以及当它们被破坏时我们可能会失去什么。"
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