近日，上海交通大学与西北工业大学的最新研究成果登上《细胞》（Cell）期刊。
上海交通大学
北京时间3月7日凌晨，由上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团联合发起并执行的“溟渊计划”（马里亚纳海沟环境与生态研究计划，英文简称“MEER计划”）第一阶段成果四篇文章以封面专辑的形式发表在国际顶级期刊《细胞》（Cell）上。作为“溟渊计划”的发起人和召集科学家，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带领团队，依托我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器，实现了多项“全球突破”：人类首次到达雅浦海沟最深点、首次对深渊生态系统进行系统研究、首次建立全球深渊生物大数据库并开放共享，标志着我国深海生命科学研究迈入国际前沿。团队顶着5次超强台风的冲击，经过33次科学例会的灵感碰撞，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。西北工业大学
西北工业大学生态环境学院王堃教授团队联合中国科学院深海科学与工程研究所何舜平研究员团队、张海滨研究员团队在深海生物学领域的最新原创研究成果在《Cell》期刊发表，学校博士研究生许文杰为共同第一作者。研究团队此前以深渊区域的代表性物种——超深渊狮子鱼为研究模型，深入探索了该物种在极端环境中的适应性遗传机制。团队分别于2019年在《Nature Ecology & Evolution》（《自然-生态与进化》）和2023年在《eLife》期刊上发表了相关研究论文，揭示了超深渊狮子鱼的生存密码，发现这群"深渊居民"在感官系统、昼夜节律及骨骼系统等方面均发生了重大适应性变化，并从细胞层次揭示了其应对高静水压力的遗传基础。然而，由于研究集中于单一物种，关于脊椎动物在深海环境中适应性的全面理解仍有所欠缺。为填补这一空白，团队与中国科学院深海科学与工程研究所展开联合研究，经过多次深海巡航，采集了来自深海不同区域的11种鱼类样本。通过对这些样本的基因组数据进行深入分析，研究团队构建了深海鱼类的"生命进化树"，揭示了脊椎动物征服深渊的历程。结果显示，少数类群的深海鱼类在1亿年前便开始适应深海环境，而大多数现存的深海鱼类则是在6500万年前的大灭绝事件后才进入深海区域。进一步的研究发现深海鱼类展现出较低的突变速率，并且与DNA修复及细胞膜功能维持相关的自然选择信号，同时对深海黑暗环境的也发生了不同层次的适应性改变。同时，研究团队进一步探讨了脊椎动物应对高压环境的分子机制。此前，能够在高压下稳定蛋白质结构的氧化三甲胺（TMAO）被认为是脊椎动物适应深海高压环境的“抗压神器”。团队通过测定不同深度鱼类肌肉组织中的TMAO含量，发现生存深度0-6000米的鱼类，TMAO含量随着深度增加而升高，但在6000米以下的深海鱼类则未出现这一趋势。这表明，TMAO并不能单独解释所有深海鱼类在高压下的适应机制，可能存在着更精妙的分子机制。更为突破性的发现是，所有生存深度在3000米以下的深海鱼类均存在一种高度保守的RTF1基因突变（Q550L），实验表明此变突影响了转录效率，揭示了这一基因在适应高压环境中的潜在作用。这一发现为揭示深海生物压力适应的分子机制开辟了新的研究方向。此外，团队还发现，来自马里亚纳海沟和菲律宾海沟的超深渊狮子鱼，其肝脏组织中含有极高水平的多氯联苯（PCBs），这是一种常见的人工合成污染物。
