中国科学家揭示万米深渊中隐藏的微生物“绿洲”

日前，由上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所和华大集团等共同发起的马里亚纳海沟环境与生态研究计划（MEER计划）二期研究成果，以专辑形式正式发表于国际期刊《细胞·宿主与微生物》，包括1篇观点文章和3篇研究论文。这是继2025年MEER首期成果以封面专辑发表于《细胞》之后，该计划深耕不辍交出的新续篇。

研究团队首次从“高压激发”假说、蛋白质水平活跃网络、全球深海基因资源图谱与蛋白结构、地形调控碳循环格局等维度，系统揭示了万米深渊中隐藏的微生物“绿洲”，将深渊研究从生态图景描绘推进至原理解析与资源挖掘的新阶段。

观点文章系统提出了两项科学假说。研究指出，超过60 MPa的深渊超高压并非单纯抑制生命，而是通过诱导活性氧产生，推动惰性有机物的氧化分解并加速微生物的适应性进化，从而在万米海底形成看不见的微生物“绿洲”。文章还揭示，以维持活性氧稳态为核心的抗氧化策略，是深渊、珠峰、抗辐射微生物乃至耐旱植物共同选择的“共适应”机制。

第一篇研究论文首次实现深渊微生物与病毒的宏蛋白质组全景分析。团队利用自主建立的核酸-蛋白共提取共分析技术，构建了包含13.5万余个非冗余活性蛋白的深渊特异性数据集，其中超过95%的蛋白为深渊特有。研究表明，深渊高压激发了微生物的特殊代谢模式，可大量利用难降解有机质，依靠硫代硫酸盐、重金属完成能量供给，维持高度活跃的代谢。

第二篇研究论文揭示了深渊活跃生态系统受地形影响形成的微生物热点。团队在马里亚纳海沟挑战者深渊发现，地形指数对地球化学和微生物群落的解释力已超越水深。凹陷地形在万米深处创造了此前未被识别的微生物“隐秘热点”，维持着高生物量、高多样性与高活性，并可能成为微生物双向扩散的中转站。

第三篇研究论文从科学认知拓展至资源挖掘与应用转化。团队整合了全球2138份深海宏基因组样本，构建了包含5.02亿条非冗余基因的深海基因目录，并预测了240余万个代表性蛋白结构。研究发现，深海是独特的“进化引擎”，蕴含392个全新结构域。团队挖掘出1308个深海特异解旋酶候选基因，其中DSH9测序速度达到传统解旋酶的2.3倍。

据悉，四篇成果有机贯通，从高压激发、活性验证、全球意义、资源挖掘四个维度，完整刻画了地球海洋最深处的微生物活动机制及其资源潜能。目前，研究数据已收录到极端微生物多组学数据库，并已在CNGBdb上线。