戴磊团队CHOM：基于蛋白结构检索的人体肠道微生物组功能研究新范式|CellPress对话科学家

主要观点总结

中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所戴磊研究员课题组在Cell Host & Microbe期刊上发表了一篇题为“Exploring Functional Insights into the Human Gut Microbiome via the Structural Proteome”的研究论文。该研究建立了人体肠道微生物的蛋白质结构组数据库，显著提高了对噬菌体蛋白、菌源宿主同工等功能暗物质的预测能力，并揭示了肠道细菌的褪黑素合成途径。主要亮点包括构建蛋白质结构组数据库、开发人工智能方法和挖掘验证菌源宿主同工酶和噬菌体裂解酶等。该研究成果获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。

关键观点总结

关键观点1: 该研究的主要目标是解决微生物蛋白质进化多样性带来的挑战，特别是在肠道微生物功能暗物质的解析方面。

通过构建人体肠道微生物蛋白质结构组数据库，研究团队提高了对噬菌体蛋白和菌源宿主同工酶等功能的预测能力。

关键观点2: 研究团队构建了涵盖968个肠道细菌和1255个肠道噬菌体基因组所编码的约270万个蛋白结构的数据库。

这个数据库为解析肠道微生物的功能暗物质提供了重要的工具。

关键观点3: 研究团队开发了一种名为Dense Enzyme Retrieval (DEER)的人工智能方法，能够快速、高效地识别肠道微生物编码的远源蛋白。

通过结构检索，研究团队成功挖掘和验证了多种具有重要研究和应用价值的菌源宿主同工酶和噬菌体裂解酶。

关键观点4: 该研究不仅揭示了肠道微生物的蛋白质结构功能，还为开发疾病治疗新技术提供了重要资源库。

此外，该研究为解析人体肠道微生物组的功能暗物质提供了新的研究范式和思路。