国家海洋药物和生物制品产业联盟

Microbial phytases are crucial to organic phosphorus mineralization in marine phosphorus cycle, however, phytases from deep-sea bacteria remain poorly…

09-16-2026 The ocean’s aphotic zone — the dark, high-pressure region below the surface, where sunlight cannot reach — is home to a vast wealth of microbial life. Yet scientists know relatively little about the genetic makeup, growth, and function of many of these enigmatic organisms. To help close that knowledge gap, scientists at Bigelow Laboratory’s Single Cell Genomics Center (SCGC) spearheaded Global Ocean Reference Genomes Dark (GORG-Dark), the first global atlas of single-cell microbes living in the aphotic ocean. The resource contains more than 9,600 genomes from individual microbial cells collected across a broad range of depths and locations, including the Mariana Trench and the Antarctic — the ocean's deepest and coldest regions. A new publication in Cell demonstrates the resource's power, using its vast genome collection to uncover surprising insights into the distribution and capabilities of these previously understudied deep-sea microbes. "By turning uncultivated microorganisms from Earth's largest and least understood habitat into a shared, single-cell-resolved genomic catalog, GORG-Dark gives us a powerful resource to explore microbial ecology, evolution, and biotechnology,” said Tianyi Chang, first author and former postdoctoral researcher at Bigelow Laboratory. Along with Chang, the study features a broad array of current and former Bigelow Laboratory postdoctoral researchers, including Alaina Weinheimer, Maria Pachiadaki, and Keir Macartney. Postdoctoral researchers having the opportunity to publish their work in a prestigious journal speaks to the strength of postdoctoral training and opportunities at Bigelow Laboratory, which is a core focus of the institution’s education program. To create GORG-Dark, Bigelow Laboratory’s Center for Aquatic Cytometry isolated individual cells from ocean samples, measured their size, and estimated their DNA content. The team then used technologies and data tools developed by SCGC to sequence individual cells' genomes. “This approach allows us to link a genome to a specific cell,” said Gregory Gavelis, a bioinformatician at the SCGC. “This precision enables researchers to study, in detail, some of the rarest things in the world.” The SCGC’s growing wealth of genomic data has contributed to several recent publications, including a recent study revealing shifts in microbial communities as Maine’s kelp forests decline. GORG-Dark was the second phase of a larger initiative that began with GORG-Tropics, an effort to sequence genomes from microbes living in the sunlit ocean. Extending the effort into the deep ocean provides a critical baseline for understanding an environment that could face unprecedented changes as human activities move farther down the water column. “It is critical to understand what’s down there before we change it,” Gavelis said. Using the new database, the researchers identified unexpected functions and capabilities among some of the ocean’s most abundant microorganisms. For example, they found widespread genetic potential for chemoautotrophy, a process like photosynthesis, but instead of sunlight, organisms use inorganic chemicals to fuel their growth. They found this capability even among the deepest sampled regions, highlighting the potential importance of deep-sea microbial communities to global carbon and nutrient cycles. The researchers also identified genes associated with producing specialized compounds with potential pharmaceutical and blue biotechnology applications. These findings offer new opportunities to investigate the deep ocean as a source of discoveries that could improve human health. “The fact that we were able to use this vast amount of data from across the deep ocean is really exciting,” said Weinheimer, a postdoctoral researcher at Bigelow Laboratory. “It unlocks a lot of research to have individual cellular genomes all the way to the bottom of the sea.” This groundbreaking work and the GORG-Dark database were made possible by a grant to Bigelow Laboratory from the Simons Foundation, leveraging samples of opportunity collected from multiple collaborators across the globe. SCGC’s founding director, Dr. Ramunas Stepanauskas, led this study, building from his deep expertise in the genomics of the ocean’s microbes since he began working at Bigelow Laboratory in 2005. Now director emeritus of SCGC and an adjunct scientist with Bigelow Laboratory, collaboration on uncovering the diversity and potential of microbial life continues with Stepanauskas in his new role at Aalborg University. Photo Captions Photo 1: Julia Brown, senior research scientist and co-director of the Single Cell Genomics Center, listens as Alaina Weinheimer, postdoctoral researcher, explains a visualization. Photo 2: Bioinformatician Greg Gavelis analyzes data in Bigelow Laboratory.

【新知】 科技日报讯 （记者罗云鹏）日前，由上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团等单位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，以专辑形式发表于国际学术期刊《细胞·宿主与微生物》，包括1篇观点文章和3篇研究论文。 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。 水深超过6000米的深渊是地球最深处最极端的环境，一度被视为“生命禁区”。依托“奋斗者”号全海深载人潜水器，MEER计划一期阐明了深渊生态系统的生命适应策略与物种组成，描绘了首个海洋最深生态系统的全景图。 在此基础上，MEER计划二期研究实现多项技术革新。团队采用原创的核酸—蛋白共提取与共分析技术，攻克了极端环境微生物研究生物量低、提取成功率低、活性鉴定难等关键难题。 观点文章系统提出了两项科学假说，为解释深渊中远超预期的微生物生物量、多样性和代谢活性提供了全新理论框架。 研究指出，超过60兆帕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，推动惰性有机物氧化分解，并加速微生物适应性进化，从而在万米海底形成肉眼不可见的微生物“绿洲”。 该文还揭示，以维持活性氧稳态为核心的抗氧化策略，是深渊微生物、珠峰高海拔微生物、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了深渊微生物与病毒的宏蛋白质组全景分析，解码了海洋最深水体中的活跃生命网络。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（MEER-APD），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，使其大量利用难降解有机质，并借助硫代硫酸盐、重金属等物质完成能量供给，拓展了碳源和能源获取渠道，从而维持高度活跃的代谢水平。 同时，环境中的温和与烈性两类病毒，以双重生态策略共同调控微生物群落，形成了与上层海洋截然不同的元素循环效应。 第二篇研究论文进一步揭示，深渊活跃生态系统受地形影响，形成了一直被忽视的微生物热点区域。研究团队对马里亚纳海沟挑战者深渊的精细地形与沉积物分析发现，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”。这些区域维持着高生物量、高多样性与高活性，并可能成为微生物在深渊与浅层海域之间双向扩散的中转站。这一发现改变了深渊作为“只进不出”沉积终点的传统观点。 团队开发的种群扩散追踪方法已经开源，为深海碳收支评估和大尺度生态预测提供了新工具。 第三篇研究论文则从科学认知拓展至资源挖掘与应用转化。团队整合了包括深渊在内的全球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（DSGC），并预测了240余万个代表性蛋白结构，构建了迄今为止全球最大的深海基因资源图谱和蛋白结构资源库。 研究发现，深海是独特的“进化引擎”，拥有更强的快速进化信号，同时蕴含392个全新结构域。 依托基因序列与蛋白结构协同筛选，研究团队挖掘出1308个深海特异解旋酶候选基因，并验证了多个具有实际应用潜力的解旋酶。这项工作为探索深海基因“暗物质”和推动生物技术创新提供了可复用的方法框架。

Four new compounds (1–4), including two new quinazoline-containing indole alkaloids, tryptoquivaline Z1 (1) and clavutoine V (2); a new cytochalasan alkaloid, cytochalasin Z29 (3); and methyl (S)-2-(2,5-dihydroxyphenyl)-2-methoxyacetate (4), along with one known compound (5), were isolated from culture extracts of the hydrothermal vent crab-derived fungus Aspergillus clavatus C2WU. The structures of the new compounds, including their absolute configurations, were determined by NMR and MS spectroscopic data analyses and comparison between the calculated and experimental ECD spectra. In vitro, compound 2 (clavutoine V) preserves mitochondrial function by reducing the level of mitochondrial membrane potential (MMP) and increasing mitochondrial ATP production. Furthermore, compound 2 might regulate lipid metabolism by reducing ROS. Complementary molecular dynamics simulations support a cardiolipin-associated membrane-modulation mechanism, suggesting that compound 2 may melt rigid lipid domains to restore membrane electrostatic homeostasis. Compounds 1 (tryptoquivaline Z1), 2 (clavutoine V), and 5 (arthriniumnin A) effectively attenuated UVB-induced mitochondrial dysfunction and ROS overproduction in skin cells, demonstrating their anti-photoaging potential. Additionally, compound 4 (methyl (S)-2-(2,5-dihydroxyphenyl)-2-methoxyacetate) displayed strong ability to scavenge free radicals with an IC50 value of 34.3 μM. It not only reduced UVB-induced ROS production in HaCaT cells but also attenuated glucose-induced AGE formation in HDF cells, further confirming its antioxidant capacity. These findings highlight the potential of hydrothermal vent-derived fungi as a source of bioactive leads for dermatological applications, anti-aging interventions, and mitochondrial medicine.

  深海微生物如何点亮生物医药新赛道？  我国已构建从资源挖掘、功能研发到产业转化的完整链条  阅读提示  海洋微生物资源功能独特、活性优异，是海洋药物与生物制品创新的珍贵源头。我国科研人员持续深耕于此，构建起从资源挖掘、功能研发到产业转化的完整链条，点亮生物医药新赛道。  “呲——”科研人员一打开液氮罐的盖子，一团乳白色的雾气便喷涌而出，瞬间笼罩了整个实验室。随后，科研人员小心翼翼地从罐中取出菌种保藏管对记者说：“深海微生物菌种在冷藏条件下（4℃）只能保存1~3个月，此后需要及时转接传代。而储存在液氮罐里，在-196℃的超低温环境下，微生物菌种会进入休眠状态，可以存活几年甚至几十年。”  6月8日是世界海洋日。在第18个世界海洋日到来之际，2026“人与自然和谐共生——向海而行”主题采访活动走进位于福建厦门的自然资源部第三海洋研究所（以下简称海洋三所），探寻海洋微生物点亮生物医药新赛道的密码。  “深海，这片高压、低温的极端环境水域，蕴藏着功能独特、活性优异的微生物资源，是海洋药物与生物制品创新的珍贵源头。我国科研与产业力量正深耕于此，构建起从资源挖掘、功能研发到产业转化的完整链条。”海洋三所相关负责人说。  向深海拓展微生物采样范围  “每份菌种我们都会用至少两种方式保存。”海洋三所海洋微生物菌种保藏管理中心李光玉博士对记者说，为长期保持菌种的活性与纯度，他们采用-80℃超低温冷冻、液氮冻存和真空冻干等保藏方式，针对不同菌株定制专属的培养基与保护剂，每年还会抽检样品，如有问题就重新复活菌种再保藏。  “温度越低，菌种休眠的深度越深，保存的时间也就越长。”李光玉说。  那么，这些菌种都是从哪里来的呢？李光玉表示：“深海、浅海都有，大概各占一半，还有一部分来自极地。从近海到远洋，从浅海到深海，我们现在也在不断拓展采样范围，只为获取更丰富多样的深海微生物资源。”  国际标准中，水深1000米及以上区域被定义为典型深海区。深海的平原、海沟、热液、冷泉、海山等构成了特殊的生态系统，具有丰富的生物多样性，是巨大的生物资源宝库。深海生物资源被许多国家视为战略性资源，其勘探和研究已成为国际社会关注的科学热点。  然而，深海、极地生物资源采集难度大、成本高。多年来，海洋三所科研人员通过开展大洋科考、极地考察等，获得了各类功能类群的微生物资源。正是一次次探索带回的微生物样本，为后续菌种库建设、资源挖掘与产业转化筑牢了基石。  让深海微尘带动产业发展  保存在液氮管里的微生物菌种，如何造福人类？  海洋三所海洋生物资源开发利用工程技术创新中心研究员曾润颖向记者举了一个例子。海洋三所科研团队曾在距离海平面5000米的太平洋深海展开一场“寻宝”之旅——他们从数万个深海沉积物样本中万里挑一，分离出一株名为“太平洋火色杆菌”的微生物。  曾润颖团队成员回忆，这株不起眼的细菌仿佛是大自然预设的“解码者”。通过基因组分析，研究人员发现其体内蕴含的丰富酶系，能像剪刀般将海洋红藻的大分子琼胶多糖高效“剪断”成为微小的琼胶寡糖，让人体能够吸收利用，发挥健康功效。在这个基础上，研究人员通过基因工程手段定向制备高效酶制剂，建立了“一步法”酶解工艺，攻克了规模化生产的技术瓶颈，实现了高活性琼胶寡糖的量产。  2019年，蓝脑科技（厦门）有限公司接棒这项成果，于2021年建成了行业首条酶解法生产线，让深海技术真正落地生根。经这株深海细菌特有酶“剪断”琼胶而生产出的琼胶寡糖展现出惊人的跨界潜力：从最初的美妆原料，一路突围至干眼症治疗、骨关节炎缓解及高血压心肌肥厚干预等医疗领域。  “今年一季度，基于琼胶寡糖的产品已覆盖功能食品、化妆品及农用产品等多个赛道，合作品牌超百家，备案产品260余款。”曾润颖说。  类似的产业转化案例还有不少。海洋三所产业处负责人表示，海洋三所还打造了集“资源挖掘—产品研发—质量控制—中试放大—转化对接”于一体的全链条产业技术开发平台体系，为成果转化提供一站式支撑。  向海问药，驶向产业新蓝海  深海是创新药物的巨大宝库。“历史上多款已上市的海洋原创新药独具优势，为疾病治疗和产业发展带来革命性影响。如头孢菌素、利福霉素、阿糖胞苷等经典海洋药物，长期应用于临床一线，在抗肿瘤、抗感染、心脑血管疾病救治中发挥关键作用，临床价值和市场效益得到充分验证。”中国海洋大学教授、青岛海洋生物医药研究院执行院长张栋华说。  今年5月，自然资源部等8部门印发《关于加快海洋药物和功能制品高质量发展的指导意见》（以下简称《意见》）提出，力争到2030年，实现多项海洋创新药上市，产业增加值突破1300亿元。  向海问药不仅是产业的新蓝海，更是对人类健康的守护，因此这也成为近年来海洋三所科研工作者的研究重点。  然而，海洋生物医药具有高技术风险、长周期等特点，且面临消费者认知不足等痛点，亟须加强场景应用牵引，加速推动研发成果从实验室走向实际应用。  对此，《意见》提出，加大创新药物研发等国家科技重大专项对海洋药物研发的支持力度；优化产业联盟机制，支持优质产品创建“国潮品牌”，培育消费新潮流。同时，加强部门协调联动与多元化资金投入等。系列举措为市场推广保驾护航，将对拓展产业发展空间发挥针对性的推动作用。  记者在采访中了解到，海洋三所正在推进抗胃癌、抗心脑血管疾病、镇痛功效、免疫细胞治疗等4项药物的临床前研究。  “依托海洋三所菌种资源库，围绕热液、冷泉、极地等特殊生境的稀有微生物，王伟毅研究员团队通过核磁组学和代谢组学的手段，锁定深海毛壳属真菌中一类特殊的多环系卤代氮杂菲酮类化合物，该化合物在皮下瘤、原位瘤和PDX胃癌小鼠模型中可显著抑制肿瘤生长与转移，且无明显宿主毒性。目前正在开展临床前药代动力学与毒理学系统研究。”海洋三所产业处负责人说。（记者 杨召奎） 【纠错】 【责任编辑:赵阳】

核心提示：深海科技，2025年首次被纳入政府工作报告的新兴产业重点领域。在我国“十五五”规划中，生物制造被列为需“采取超常规措施，全链条推动”的六大关键核心技术之一。深海微生物，作为生物制造的“新引擎”，在向海图强的国家战略指引下，正成为我国突破陆地资源专利壁垒、实现“换道超车”的关键抓手。 微生物原位培养布放  扎根福建厦门，自然资源部第三海洋研究所（简称“海洋三所”）作为我国深海生物资源研究的“国家队”，自1998年涉足深海领域以来，培育出一支集大洋生物资源勘探、科研于一体的专业团队。 20多年深耕不辍，团队打造了“样品采集—菌库建设—资源共享—产业转化”全技术链条，从万米深渊勘探样本，到建成规模化的海洋微生物菌种资源库，再到为全国深海微生物研究提供支持、参与开发利用，一步步将深海微生物转化为驱动高质量发展的新质生产力，确立了我国在国际深海微生物研究领域的重要地位，为生物制造产业高质量发展筑牢根基。 近日，记者走进这个标准化的国家级海洋微生物资源库，一探深海微生物宝藏如何在此被妥善保管，并发掘出造福人类的巨大潜力。  “向阳红03”科考船开展深海微生物资源采集 万米探“微” 建成深海微生物“银行” 走进海洋三所，一幢红色4层小楼面朝大海，海洋微生物菌种保藏管理中心就坐落于此。与其相伴的，还有中国大洋生物基因研发基地、国家海洋微生物资源平台等一系列国家级资源保藏与研发枢纽，共同构成了我国深海生物资源的储备核心。 步入保藏库，一排排高大的液氮保藏罐如同钢铁卫士般整齐列队，控制面板上闪烁的“-195.9℃”数字，宣告着里面是一个极度深寒的世界，数以万计的深海微生物菌种正在“深度睡眠”中等待被唤醒的时刻。 “这里就像深海微生物‘银行’，每一株菌种都是我们从深海里‘淘’来的宝藏。”自然资源部海洋生物遗传资源重点实验室常务副主任阮灵伟介绍，海洋微生物菌种保藏管理中心自2004年创立以来，已保藏海洋微生物5万多株，涵盖1999个属8390个种，包含上千个潜在新物种。 这份“家底”的珍贵，不仅在于数量，更在于其无可替代的多样性与极端特性。库藏资源系统性地覆盖了全球关键深海极端生境。同时，基于海洋菌种资源库还建成深海基因库、天然产物库等，形成三位一体的资源矩阵，为科研与产业应用提供了丰富的“资源储备”。 “保藏设备都是性能最好的，每份菌种我们都会用至少两种方式保存，确保万无一失。”阮灵伟解释，为长期保持菌种的活性与纯度，他们采用-80℃超低温冷冻、液氮冻存和真空冻干三种保藏方式，针对不同菌株定制专属的培养基与保护剂，每年还会抽检样品，如有问题就重新复活菌种再保藏。 除了微生物，库内还保存着一些特殊的展品——来自深海热液区的盲虾、冷泉区的柯氏潜铠虾，在西北印度洋采到的各种螺……这些珍贵的深海大生物，等待未来更加深入地探索。 这一切的起点，始于每一次潜入深海的样品采集。 海洋三所依托国家强大的海洋科考能力，搭乘“蛟龙号”等大国重器，利用自有的“向阳红03”科考船，科研人员多次深入太平洋海山、马里亚纳海沟、深海热液区等区域采样，调查足迹遍布全球大洋与南北极。 “从近海到远洋，从浅海到深渊，我们不断拓展采样范围，只为获取更丰富多样的深海微生物资源。”海洋三所海洋生物遗传资源重点实验室原主任邵宗泽告诉记者。 乘坐载人潜水器抵达深海进行海底观测、生物采样……回忆起每次探险，邵宗泽都记忆犹新。正是一次次冒险带回的深海微生物样本，为后续菌种库建设、资源挖掘与产业转化筑牢基石。 近年来，我国海洋调查持续深化，海洋三所也在深海采样技术上贡献智慧，助力“精准获取、高效保真”。 “2012年，我们在国内率先开展了深海水体和沉积物微生物原位培养系统和技术的研发，并持续在太平洋、印度洋、中国南海海盆等深海典型生境开展应用。”阮灵伟说，“6000米最大工作深度，可覆盖全球绝大多数深海区域。经现场测试，该系统所有性能指标均达预设要求，标志着我国在深海微生物原位研究和资源探采装备领域实现关键突破。” 科研人员从液氮罐中取出菌种保藏管 共享资源 打开深蓝基因“宝库” 戴上防护设备，打开液氮罐，在瞬间凝结的低温白雾中，工作人员小心翼翼地从罐中取出菌种保藏管。经过严谨的复苏、复核与分装流程后，这些来自深海的菌种，将被寄往全国各地乃至海外的实验室。这一幕的背后，是一套高效、透明的资源共享体系。 打开海洋微生物资源共享服务平台可以看到，“下单”提出菌种共享需求的高校科研院所排成长龙，包括上海海洋大学、山东大学、南京理工大学等。 “我们的菌种重复性低，新种多且具备极端特性，蕴含独特功能基因，契合科研机构的探索需求与企业的产业化需求。”邵宗泽说，建库不仅为了保藏，让这些深海资源被研究、被利用，才是最终目的。 海洋微生物菌种保藏管理中心建立了菌种资源共享网站，提供查询菌种、委托保藏、菌种鉴定的平台与渠道，并构建“线上申请、线下分发、全程追溯”模式，精准衔接科研、产业与国际合作需求。 每一个菌种入库后，工作人员都会为它们“画像”。“每个菌种的信息内容多达68条以上，包括来源、名称、采集的海区、图片、所属种、提供者、培养基……”阮灵伟介绍，科研人员只要在资源库的官方网站注册登录，就能像访问数字图书馆一样，查询菌种的详细“档案”。 至目前，海洋微生物菌种保藏管理中心已为490家高校、科研单位、企业等提供菌种24000余株，为多项国家重大科技计划提供了关键菌种支撑。 面对海量的菌种和基因数据，传统的研究方法如同“大海捞针”。为此，海洋三所正全力推进资源的数字化与研究的智能化转型，目前已对部分菌株完成基因组测序，收集整理了海量的基因数据。 在此过程中，AI超算发挥了重要作用。董西洋研究员带领的团队一直致力于研发算法模型，给深海基因装上“数智大脑”，实现从实物资源到数据资源的跨越。 去年，董西洋团队携手阿里云飞天实验AI4Science团队，借助超算算力、蛋白质大语言模型，联合开发了磷循环基因注释工具LucaPCycle。董西洋介绍说：“这款工具像一名不知疲倦的‘超级侦探’，能从全球深海冷泉约1.5亿条蛋白质序列中，快速推理并锁定与磷代谢相关的功能基因。团队依托该工具挖掘了超过33万个蛋白家族，其中5000多个是传统方法无法识别的‘隐藏角色’。”此外，团队还在开发用于发现小分子活性肽的专用AI模型。这些工具极大地提升了从海量数据中发现宝藏功能的效率和精度。 研究人员在海上科考 解码“超能力” 深海宝藏正在改变生活 实验室里的深海微生物，究竟如何变成我们身边的产品和技术？海洋三所科研人员就像“深海超能力”的翻译官和工程师，将这些极端环境下的生命密码，解码并转化成解决实际问题的方案。 如果海滩被原油污染，黑乎乎一片，传统清理方式成本高、二次污染大。邵宗泽团队就从深海中找到了解决方案——烃降解菌，俗称“吃油菌”。 “如清除石油烃，用‘吃油菌’成本更低、更环保、除污更彻底。”邵宗泽介绍，2003年起他带领团队探究深海微生物烃降解菌，开发出高效海洋石油降解菌剂，可用于含油废水和海洋溢油的治理。 2016年初，厦门观音山3000平方米沙滩遭受重油污染。团队培养的“吃油菌”临危受命，“肉眼就能看到油污泥沙慢慢由黑变黄”。半年后，检测显示，菌株对海滩石油污染总去除率达99.7%，降解后的沙子还能像普通泥沙一样回到沙滩。“目前相关技术已投入应用，团队正与企业合作，开发微生物除油制剂。”邵宗泽说。 此外，实验室研发的海藻寡糖系列化妆品、防脱发产品，已成功对接企业实现成果转化。 从人的保健品，拓展到动物“保健品”领域，邵宗泽团队还培育出可对抗虾病、助力对虾“养生”的有益菌种。“这种益生菌能分泌活性物质，抑制养殖池病原菌，避免抗生素滥用，还能促进对虾消化生长。”邵宗泽说，目前该微生物制剂已投入应用，助力水产养殖绿色发展。 深海是创新药物的巨大宝库。向海问药，成为近年来海洋三所科研工作者的研究重点。 “为了适应高压、低温、黑暗的环境，深海微生物会合成一些结构奇特、活性极强的化学分子，用以自我保护或通信，这些分子恰好可能成为治疗人类疾病的关键。”王伟毅研究员说。 依托海洋三所丰富的菌种资源，研究团队构建了从结构解析、活性评价直至临床前研究的全流程技术链条，聚焦极端环境微生物蕴藏的独特化学空间与生物代谢潜能，开展新型活性分子源头创新研究。“从活性分子到候选药物，需经过活性验证、先导优化等多重环节，耗时长、投入高。海洋来源分子含量极低，实现克级至公斤级规模化制备，是其走向临床的关键。”王伟毅说，近年来海洋三所结合智能化研发与中试放大平台，可实现“虚拟筛选—实验验证—工艺放大”高效闭环，大幅缩短科研周期，降低企业研发成本。 目前，研究团队已从海洋微生物中分离鉴定出近百个活性小分子化合物。王伟毅透露，已有抗肿瘤先导分子进入临床前阶段，其靶点为全球尚未上市的可成药靶点，具备显著国际竞争优势。 “此外，团队构建的以氮杂菲酮、氧杂菲酮为代表的新分子实体库，在抗肿瘤、抗炎和抗神经退行方面显示出潜力，正在持续扩容和深度开发中。”王伟毅表示。 在抗体药物领域，李增鹏研究员团队独辟蹊径，利用来自海洋软骨鱼及合成的微型抗体——纳米抗体开展药物研发及利用，这种药物体积小、稳定性高、穿透力强。以此为基础，他们与清华大学合作，取得了一项突破性成果：PDF-Bin蛋白质靶向降解技术。 李增鹏举例说，可以把人体细胞想象成一个复杂的工厂，里面的蛋白质是各种功能的机器。当某些蛋白质机器坏了（如致癌蛋白），就会导致疾病。传统药物像“抑制剂”，试图用“胶水”粘住坏机器让它停工，但效果有限且可能误伤好机器。而PDF-Bin技术则设计了一个“智能粉碎机”（双功能分子），它的一端能精准识别并抓住那个“坏机器”（靶蛋白），另一端则像一个导航钩，把“坏机器”直接拖到细胞内的“垃圾处理站”（p62降解凝聚体）进行彻底粉碎降解。“对于癌症、阿尔茨海默病等由特定坏蛋白积累引起的疾病，这一发现提供了全新的、可能更优的技术路径。” 近5年来，海洋三所已有50余项海洋生物领域相关成果实现转化，带动上下游产值超30亿元；与300余家单位开展合作，在沿海省份建立合作企业网络；形成50余种具有市场前景的海洋药物和生物制品，培育了7家新企业，带动19家企业技术升级，为地方经济注入蓝色动力。 但他们也清醒地认识到，深海微生物开发仍处于起步阶段，成果转化之路更充满挑战，“药物研发周期长、投入高、风险大；研企对接、知识产权分配、资本介入存在断层……制约着产业链协同发展”。 2025年11月，由厦门市政府牵头，依托海洋三所和厦门大学共建的鹭江创新实验室深海生物制造产业创新中心正式揭牌。邵宗泽获聘为中心主任，他表示：“中心将整合各方优势，通过体制机制创新，对接社会资本与市场需求，推动技术成果落地，实现深海生物资源高效发掘与利用。” 海洋三所的实验室仪器依旧在轻微嗡鸣，“向阳红03”正筹备着下一次深海航次，科研人员的脚步不断前行。从万米深渊到产业一线，从微小菌株到产业集群，让深海“宝藏”转化为新质生产力，为全球生物制造与海洋可持续发展贡献智慧，福建正在路上。 延伸阅读 为什么要研究深海微生物？ 国际标准中，水深1000米及以上区域被定义为典型深海区。深海的平原、海沟、热液、冷泉、海山等构成了特殊的生态系统，具有丰富的生物多样性，是巨大的生物资源宝库。深海生物资源被许多国家视为战略性资源，其勘探和研究已成为国际社会关注的科学热点。 其中，深海有地球上最古老、最多样的微生物，它们在高压、低温、黑暗等极端环境中默默演化，是地球生物的“活化石”，更练就了陆地微生物无法比拟的“超能力”：嗜热、嗜压、抗重金属、降解复杂有机物。每一种特性都是生物制造的“天然密码”。 此次走访海洋微生物菌种保藏管理中心，在样本、菌株、数据与产业的交织中，我们看到了深海的无穷潜力。目前，深海微生物在医药卫生、生物技术等领域展现出了巨大活力，成为生物制造领域中不可多得的战略资源，在工业、农业、医药等领域具有巨大的开发潜力和广泛的应用前景。 去年11月，全国首届深海生物制造与生物经济研讨会在厦门举行，发布了深海生物经济发展的总动员令。2026年1月，BBNJ协定（《〈联合国海洋法公约〉下国家管辖范围以外区域海洋生物多样性的养护和可持续利用协定》）生效。这部被称为“公海宪法”的条约彻底改变了深海生物资源的开发规则，带来全新的机遇与挑战。 从万米深海的黑暗深渊，到实验室的明亮培养皿；从单一菌株的分离保藏，到规模化菌库的建成，都只是这场从深渊到未来探索的开始。拥有规模大、种类多的海洋微生物菌种保藏库，是我国的独特优势。如何真正用好“宝库”、造福社会，需要政产学研金服用多方的共同努力。

Abstract Two new anthraquinone derivatives, (±)-1′-O-methyl-6-chloroaverantin (1a and 1b) and 6-chloroaverythrin (2), and one new diphenyl ether 1-((E)-but-2-en-2-yl)-3,8-dihydroxy-6-((E)-4-hydroxybut-2-en-2-yl)-4,9-dimethyl-11H-dibenzo[b,e][1,4]dioxepin-11-one (3), along with six known compounds, were isolated from the fungus Aspergillus sp. SCSIO 41331 collected from the deep-sea sediment in the cold-seep area of the South China Sea. Elucidation of planar structures was achieved via 1D and 2D NMR and mass spectrometry, whereas stereochemistry was validated through optical rotation and NOE correlations, chiral phase HPLC analysis and NMR calculation. All compounds were assessed for antitumor activity, among which compound 4 displayed moderate antiproliferative activity against HT29 cells and suppressed colony expansion. Keywords: anthraquinone; diphenyl ether; deep-sea-derived fungi; anticancer activity Graphical Abstract"> Graphical Abstract

Jan 30, 2017 - Science and innovations Over five hundred new for the science marine organisms to be classified by the scientists of Far Eastern Federal University (FEFU) and the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences (FEB RAS), following the results of the KuramBio II expedition, held in 2016. The research staff of the FEFU School of Natural Sciences and FEB RAS academic institutions began to study the macro- and micro-organisms, taken in the Kuril-Kamchatka Trench area at a depth of up to 9,500 meters, and have already obtained the first data. As reported by Marina Malyutina, Research Associate at the FEFU Marine Invertebrate Biology Laboratory and the FEB RAS Institute of Marine Biology, Kuril-Kamchatka Trench is one of the deepest depressions on the planet. According to the researcher, the area is fairly well understood in terms of a description of large pelagics (more than 1 cm), while the large-scale collection of smaller organisms was conducted for the first time. “Such expeditions are needed to create a picture of the diversity and distribution of the deep-sea fauna in the World Ocean, and they always bring new species to scientists. The early results have shown that the number of collected marine organisms exceeds the number of those already known to science in this area. According to our estimates, about a half of them have been found for the first time,” said Marina Malyutina. “The participants of the expedition also recorded new record habitat depths of various species: from the protozoa to the macro- and megafauna.” According to Marina Malyutina, the researchers have laborious work on the classification of new organisms ahead of them. But that remains a work in progress—the promising for the use in, for example, in Biomedicine—species will be given to other laboratories of the University and the Russian Academy of Sciences for more detailed analysis. The expedition became a part of a large-scale project to study the World Ocean, which FEFU is implementing under the grant of the Russian Science Foundation. The comprehensive study is aimed at the monitoring, conservation and sustainable use of marine biological resources and it includes several areas in which the researchers of the School of Natural Sciences, School of Biomedicine, and FEB RAS institutes are collaborating together.