解开海底1万米的神秘生命密码！上海海洋大学方家松团队发表深渊保压酶学研究成果

近日，上海海洋大学“深海极端环境与生物资源”创新团队方家松教授团队在深渊微生物保压酶学研究方面取得新进展，研究成果以《Isobaric enzymatic assays reveal depth-dependent variation in microbial ectoenzyme activities in the deepest ocean on Earth》和《马里亚纳海沟深渊微生物胞外酶的保压酶活性特征》为题同步发表于卓越计划领军期刊《Science China Earth Science》（IF=6.0，JCR Q1，中科院1区Top）和卓越计划梯队期刊《中国科学: 地球科学》。

研究团队首次采用自主研发的"微生物胞外酶全海深保真测定装置"，对马里亚纳海沟不同深度（50米至10,903米）的海水样本进行保压采样、保压转移和保压酶学分析。通过对比常压条件下的传统检测方法，本研究发现保持深海/深渊真实压力环境测得的酶活性通常显著高于常规检测结果，这颠覆了学界对深海微生物代谢能力的传统认知。

"就像深海鱼类出水会因压力骤变而死亡一样，深海微生物的活性也会因压力变化而变化，通常被低估。"论文第一作者曹军伟博士解释道。研究还发现，在深渊环境中，自由游离的酶分子对生态系统的影响远超附着在颗粒物上的酶类，这一发现为理解海洋碳循环提供了新思路。

该成果的突破性意义在于：首次建立保压环境下的深海胞外酶活性检测技术标准（保压采样、保压转移及保压酶学测定），填补了全流程保持深渊原位条件开展微生物代谢活性研究的空白；揭示了高压环境对微生物活性的关键影响，为准确评估海洋碳封存能力提供科学依据；自主研发的"微生物胞外酶全海深保真测定装置"已获国家发明专利和国际专利。

研究团队历时五年攻关，突破深海保压采样、实验室模拟重建等关键技术瓶颈。项目得到国家自然科学基金等多项重大科研计划支持，标志着我国在深海/深渊生物地球化学研究领域迈入国际先进行列。方家松教授表示："这项研究不仅解密深海'生命密码'，更为开发深海生物资源和应对气候变化提供重要科学支撑。"

本研究为全面、准确理解海洋微生物胞外酶活性提供了重要研究基础，有助于我们更好地理解微生物胞外酶活性的影响因素及其在海洋生物地球化学循环中的作用。

上海海洋大学海洋科学与生态环境学院青年教师曹军伟和博士后王佳华（已出站）为论文共同第一作者，方家松教授和张利教授为共同通讯作者。张宏鸽、邓俊豪、潘彬彬和陈家旺均对本研究做出了重要贡献。该研究得到了国家自然科学基金重大研究计划集成项目（92251303）、上海市教育委员会科研创新重大项目(2023ZKZD53)和临港新片区海洋生物医药科技创新型平台的支持。

论文链接：

https://www.sciengine.com/SCES/doi/10.1007/s11430-024-1445-2

https://www.sciengine.com/SSTe/doi/10.1360/N072024-0034

深海充满着科学奥秘，我们对深渊科学的研究才刚刚开始。为了更全面、更深入的探究深海微生物组及生态系统对全球气候变化的响应、反馈和调控，上海海洋大学牵头发起了“深海微生物组与生态系统”（DOME）大科学计划，现已正式获得联合国教科文组织政府间海洋学委员会（UNESCO/IOC）的批准。

欢迎国内外海洋微生物研究领域的科研院所及科学家加入DOME大科学计划，共同推进深海微生物组与生态系统研究。

DOME官方网站：

https://sthj.shou.edu.cn/dome/

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原标题：《解开海底1万米的神秘生命密码！上海海洋大学方家松团队发表深渊保压酶学研究成果》

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