科大推出全球首個深海多組學資源平台 推動極端環境生物適應力全球研究

香港科技大學（科大）與南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）合作推出全球首個深海組學數據庫（https://DeepOceanOmics.org/）。作為同類中規模最大的平台，數據庫一站式整合及分析極端海洋環境中生物的多組學數據，並提供個人化分析工具，支持跨物種比較與演化研究。平台旨在善用深海生物資源、加深科學界對深海生物多樣性及生態系統的理解，從而推動極端環境生物適應機制的全球研究與應用。

深海，即海面以下逾1,000 米深的區域，是地球上最龐大且極少被探索的生態系統之一，其生物多樣性在高壓、缺氧、黑暗、低溫及營養匱乏等極端環境下孕育而成。雖然近年研發的高通量測序技術已有助取得大量深海物種的多組學數據，揭示它們在基因、代謝和共生機制等方面的獨特適應性，但科學家缺乏統整資源、標準化數據及專用分析工具，阻礙了這些多組學數據的有效整合與探索。

為填補這關鍵的缺口，由科大海洋科學系講座教授錢培元教授、助理教授吳龍君教授及博士後研究員佘加傑博士領導的研究團隊，人工收集並整合了68種深海動物的多組學數據，包含72個基因組、950個轉錄組、1,112個巨集基因組及15個單細胞轉錄組。數據庫涵蓋來自冷泉、熱液噴口及海山等深海棲息地的七大門類物種，包括軟體動物、環節動物、節肢動物、脊索動物、刺胞動物、棘皮動物及多孔動物，並結集了1,413份化石紀錄，支援深海生物環境適應策略的演化分析，成為目前物種覆蓋最廣、數據最全面的深海多組學平台。

平台更提供三大專用分析模組：

• 基因與基因組模組：用於結構與功能註釋、轉錄因數、泛素家族、轉座子及基因家族分析。
• 功能基因組分析模組：包含基因共表達網絡、動態網絡可視化、單細胞圖譜可視化及巨集基因組分析。
• 進化與比較基因組學模組：支持泛基因集分析、深海物種微觀與宏觀共線性分析、祖先核型重建及進化樹構建。

平台所有數據均可於定制的基因組瀏覽器中查看並使用，為用戶提供直接、易於探索的整合界面。

數據庫的應用聚焦三大研究領域：解析極端環境生存所需的關鍵基因信息、追溯深海物種的進化軌跡，以及研究化能合成生態系統中宿主與微生物的共生關係。作為首個為深海而設的多組學平台，數據庫提供免費的整合數據集及比較基因組學工具，惠及全球研究人員。自推出以來，平台已吸引來自40個國家、逾1,500名用戶。

錢培元教授強調此平台的科學影響力，並說：「數據庫通過整合多組學數據，系統性分析深海生物的適應機制，方便研究人員識別物種生存關鍵基因、重建跨越數百萬年的進化歷史，並進行大規模的化能合成共生研究。數據庫提供的整合數據與工具，讓全球海洋科學界能更有效率地進行生物進化與基因比較的分析，推動生物多樣性與生存適應策略的研究，為人類未來應對極端氣候環境開闢新方向。」

相關研究論文《DOO：Integrated Multi-Omics Resources for Deep Ocean Organisms》已於國際頂尖生物數據庫期刊《Nucleic Acids Research》上發表。論文由錢培元教授與吳龍君教授擔任共同通訊作者，佘加傑博士為第一作者。

研究獲得南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）、科大潘樂陶氣候韌性與可持續性研究中心、香港研究資助局及深圳市科技創新委員會的資助。