上海交大团队 4 篇论文同登《细胞》封面，实现多个 “人类首次”

摘要：北京时间 3 月 7 日凌晨，国际顶级期刊《细胞》（Cell）以封面专辑的形式，同期发表了上海交通大学联合中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团等单位的 4 篇论文，展示了 “溟渊计划”（MEER 计划）的阶段性成果。

北京时间 3 月 7 日凌晨，国际顶级期刊《细胞》（Cell）以封面专辑的形式，同期发表了上海交通大学联合中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团等单位的 4 篇论文，展示了 “溟渊计划”（MEER 计划）的阶段性成果。

“溟渊计划” 全称为马里亚纳海沟环境与生态研究计划，由上海交通大学生命科学技术学院 / 微生物代谢国家重点实验室、深部生命国际研究中心主任肖湘团队主导。该计划依托我国自主研发的 “奋斗者” 号载人潜水器，实现了多个 “人类首次”：首次到达超万米雅浦海沟最深点、首次对该区域进行系统研究、首次建立全球深渊生物大数据库并开放共享。这一系列突破标志着我国深海生命科学研究进入国际前沿。

深渊是指水深超过 6000 米的区域，是全球海洋最深的地方，也是地球上最少被探索的极端环境。早在上世纪初，就有学者投身于深渊微生物研究，但由于抗高压设备技术的限制，多个国际深渊大科学计划都未能达到预期效果。在 2020 年以前，仅有 9 人到达过海洋最深点马里亚纳海沟底部，全球能成功下潜万米以下且可重复使用的潜水器屈指可数。

2020 年底，中国第一艘万米级载人潜水器 “奋斗者” 号成功完成工程海试。它凭借独特的采样能力和超长海底作业时间，成为目前全球唯一具备深渊系统调查采样能力的载人潜水器。这一消息让长期从事深海高压微生物研究的肖湘团队看到了破解深海微生物高压适应之谜的希望。

2021 年 10 月至 12 月，肖湘带领上海交通大学研究团队，联合中科院深海所、华大集团等多家科研单位，参与了 “奋斗者” 号载人潜水器的深渊航次。科学家们对马里亚纳海沟、雅浦海沟和菲律宾海盆 6000 - 11000 米水深区域进行了系统采集，获得了水体、沉积物、宏生物等 2000 余份样本，其中雅浦海沟最深点是人类首次到达。

在深渊极端环境下，每下潜一米都对设备性能是巨大考验，每停留一秒都是在挑战生命极限。“溟渊计划” 就在这样的紧张与兴奋中诞生。团队克服了 5 次超强台风的冲击，经过 33 次科学例会的研讨，攻克了深渊极端高压环境下的采样与实验技术难题，建立了 “深海采样 - 基因测序 - 数据分析 - 实验室验证” 全链条科研模式。

由上海交通大学肖湘团队设计的系统性科学研究框架，结合中科院深海所的深渊现场作业经验与华大集团的基因测序技术，三方协同实现了载人深潜取样装置、低成本基因测序技术、全海深环境模拟培养体系的全国产化，为深渊科学研究提供了自主可控的技术支撑。肖湘表示，在科学家的共同努力下，此项深部生命科学研究最大的两个瓶颈 “数据库和仪器” 如今都已实现国产化。

通过对 1648 份沉积物、622 个钩虾样本及 11 种深海鱼类的分析，科学家团队有了惊人发现。他们研究鉴定出 7564 种深渊原核微生物，其中 89.4% 为未报道新物种，其多样性与全球已知海洋微生物总量相当。

科学家们还揭示了深渊微生物在高压、低温、寡营养环境下的生存策略。深渊微生物通过 “精简型” 和 “多能型” 两种适应策略，在极端环境中异常繁盛，支撑了深渊生态系统的繁荣。团队首次系统研究了深渊生态系统的食物链，从微生物到无脊椎动物（钩虾）再到脊椎动物（鱼类），阐明了极端环境下生命协同演化的科学规律，极大地拓展了人类对海洋生态的认知。我国在深海生命科学领域已形成源头创新优势，并为开发深海生物资源、服务人类健康与可持续发展开辟了全新赛道。

肖湘团队建立了全球唯一的深渊生物大数据库，包含微生物基因组、钩虾及鱼类基因组数据集，深渊微生物数据规模与过去十年全球海洋微生物研究总量相当。深渊微生物的超高新颖性和多样性，展示了深渊在新基因、新结构和新功能方面的巨大资源潜能。这些资源为解决全球生物资源枯竭困境提供了新的选择，也为生物技术、医药、能源等领域的创新应用开辟了广阔前景。