“溟淵計劃”上新！他們證明萬米深淵中存在微生物“綠洲”

　　近日，由上海交通大學、華大集團等共同發起，上海交通大學教授肖湘作為召集科學家的“溟淵計劃”（馬里亞納海溝環境與生態研究計劃，英文縮寫MEER計劃）二期研究成果，以專輯形式正式發表于《細胞·宿主與微生物》，包括1篇觀點文章和3篇研究論文。相關成果獲編輯特別推薦，稱“揭示了海洋最深處此前被低估的遺傳多樣性和微生物過程。”

　　推向“原理解析”與“資源挖掘”新階段

　　水深超過6000米的深淵是地球最深處最極端的環境，一度被視為“生命禁區”。

　　“溟淵計劃”以“奮斗者”號深載潛水器這一大國重器為起點，逐步組建起跨學科、跨領域、跨單位的自由探索與有組織科研相結合的大平臺。

　　2025年3月，“溟淵計劃”一期闡明了深淵生態系統的生命適應策略與物種組成，描繪了首個海洋最深生態系統圖，相關研究成果以封面專輯發表于《細胞》。

　　團隊沒有止步于“一次性發現”，依靠可持續的組織模式和充滿活力的人才梯隊，“溟淵計劃”二期研究乘勢而上。研究團隊基于一系列跨學科、跨領域的技術手段，形成了一套“理論創新-技術創新-科學發現-資源挖掘”的完整鏈條。

　　研究團隊首次從“高壓激發”假說、蛋白質水平活躍網絡、全球深海基因資源圖譜與蛋白結構、地形調控深淵碳循環格局等維度，系統揭示了萬米深淵中隱藏的看不見的微生物“綠洲”，將深淵研究從“生態圖景描繪”全面推向“原理解析”與“資源挖掘”的新階段。

　　值得一提的是，研究產生的深淵活性蛋白數據集、深海基因與蛋白結構圖譜等，均納入“溟淵計劃”持續構建的全球最大深淵生物數據庫，并通過聯合國“海洋十年”、“科學十年”等大科學計劃對國際科學界開放共享。

　　萬米海底的微生物“綠洲”

　　本次上線的4篇論文，從“高壓激發—活性驗證—全球意義—資源挖掘”四個維度，完整刻畫了地球海洋最深處的微生物活動機制及其資源潛能，揭示了異常繁榮的深淵生態系統在全球物質循環中的潛在樞紐地位。

　　首篇觀點文章系統提出“深淵高壓激發”和“極端環境共適應”假說，為解釋深淵中遠超預期的微生物生物量、多樣性和代謝活性提供了全新理論框架。文中指出，超過60 MPa的深淵超高壓并非單純抑制生命，而是通過誘導活性氧產生，推動惰性有機物的氧化分解并加速微生物的適應性進化，從而在萬米海底形成看不見的微生物“綠洲”。文中同時指出，以維持活性氧穩態為核心的抗氧化策略是深淵、珠峰、抗輻射微生物乃至耐旱植物共同選擇的“共適應”機制，突破了極端環境研究中“環境抑制—生存抗性”的經典對抗視角，轉而開始形成“極端環境可能也是激發要素”的新視角，為重新認識地球極端生命格局和探尋地外生命奠定了新的理論坐標。

　　“深淵高壓激發”和“ 極端環境共適應”假說圖示。“溟淵計劃”供圖，下同

　　第一篇研究論文中，研究團隊首次實現深淵微生物與病毒的宏蛋白質組，解碼了海洋最深水體中的活躍生命網絡。深淵高壓激發了微生物大量利用難降解有機質、硫代硫酸鹽氧化、重金屬利用的能力，從而拓展了碳源和能源，維持高度活躍的代謝。此外，溫和與烈性病毒以雙重生態策略共同調控微生物群落，進而帶來了與上層海洋截然不同的元素循環效應。該工作將深淵微生物研究從“功能預測”推進到“原位活性綜合驗證”，徹底更新了深淵是一片“沉寂”之地的傳統認知。

　　第一篇研究論文圖文摘要。

　　第二篇研究論文指出，深淵活躍生態系統受地形影響形成了一直被忽視的微生物熱點。研究團隊在馬里亞納海溝挑戰者深淵的精細地形與沉積物分析中發現，地形指數對地球化學和微生物群落的解釋力已超越水深。凹陷地形在萬米深處創造了此前未被識別的微生物“隱秘熱點”，維持著高生物量、高多樣性與高活性，并可能成為微生物從深淵向淺層海域雙向擴散的中轉站，改變了深淵作為“只進不出”沉積終點的傳統觀點。

　　第二篇研究論文 圖文摘 要 。

　　第三篇研究論文從科學認知拓展至資源挖掘與應用轉化，為探索深海基因“暗物質”和推動生物技術創新提供了可復用的方法框架。研究團隊構建了迄今為止全球最大的深海基因資源圖譜和蛋白結構資源庫，發現深海是獨特的“進化引擎”，擁有更強的快速進化信號，同時蘊含392個全新結構域。研究團隊進一步挖掘出1308個深海特異解旋酶候選基因，并驗證了多個具有實際應用潛力的解旋酶，其中DSH9測序速度達到傳統解旋酶的2.3倍。

　　第三篇研究論文 圖文摘 要 。

　　相關論文信息：

　　http://doi.org/10.1016/j.chom.2026.07.005

　　http://doi.org/10.1016/j.chom.2026.07.001

　　http://doi.org/10.1016/j.chom.2026.06.015

　　http://doi.org/10.1016/j.chom.2026.05.009