Прорывная база данных морского микробиома предлагает решения для борьбы с пластиковым загрязнением и устойчивостью к антибиотикам

Команда потратила пять лет на анализ почти 240 терабайт общедоступных морских метагеномных данных, создав огромную базу данных, содержащую 43 191 собранный метагеномом геном и 2,46 миллиарда генных последовательностей. Более 20 000 из этих геномов были классифицированы как потенциально новые виды. Результаты были недавно опубликованы в журнале Nature.

База данных содержит информацию о разнообразных морских экосистемах от Антарктики до Арктики, от прибрежных зон до открытого океана и от поверхности океана до зоны хейдла глубиной около 10 000 метров.

«Это исследование значительно расширяет наши знания о морских микроорганизмах, в частности, о морских археях и бактериях», — сказал Фан Гуанъи, директор BGI-Research. «Оно также проливает свет на биогеографические закономерности распределения этих микробных сообществ в различных средах».

Среди открытий были три новых фермента, способных разлагать полиэтилентерефталат (ПЭТ) пластик. Один из этих ферментов продемонстрировал способность разлагать полиэтилентерефталатную пластиковую пленку в течение трех дней, достигнув скорости разложения 83 процента. 

«Один грамм этого фермента может разложить 55 пластиковых бутылок для воды объемом 500 миллилитров», — пояснил Ли Шэнъин, соавтор исследования. Ли подчеркнул, что это открытие может сыграть решающую роль в сокращении загрязнения пластиком, содействии устойчивому использованию ПЭТ-пластика и уменьшении зависимости пластиковой промышленности от нефти, тем самым снижая выбросы углерода.

Исследовательская группа также изучила генетическое разнообразие в базе данных, выявив 36 новых систем редактирования генов. Одна из этих систем показала исключительную производительность в редактировании генома во время испытаний, позиционируя ее как многообещающий инструмент как для фундаментальных исследований, так и для трансляционной медицины.

Кроме того, было обнаружено 117 потенциальных новых антимикробных пептидов, 10 из которых демонстрируют широкий спектр антимикробной активности. Эти открытия прокладывают путь для новых подходов к борьбе с устойчивостью к антибиотикам.

«Эти антимикробные пептиды потенциально могут привести к разработке совершенно новых классов антибиотиков или других терапевтических препаратов», — добавил Ли.

Для дальнейшей разработки и коммерциализации этих открытий BGI-Research объединилась с Гонконгским политехническим университетом с целью создания совместного исследовательского центра.