“細(xì)菌和古細(xì)菌是地球上zui龐大的居民，” 該文章的通訊作者 Kyrpides 說。“它們已經(jīng)征服了地球的各個角落，它們用各種酶和生物化學(xué)在zui嚴(yán)酷的環(huán)境中繁衍生息。”

美國能源部對這群多樣的生物感興趣。因為微生物在調(diào)節(jié)地球生物 - 地球 - 化學(xué)循環(huán)中起重要作用，例如控制海陸營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)等。通過基因組測序和數(shù)據(jù)分析能揭示它們的基因、酶和代謝途徑功能，并轉(zhuǎn)化為生物能源、生物醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和環(huán)境科學(xué)資源。

DOE JGI 的 “細(xì)菌與古菌基因組百科全書（Genomic Encyclopedia of Bacteria and Archaea，GEBA）” 項目，準(zhǔn)備測序成千上萬的細(xì)菌和古細(xì)菌基因組。本篇文章屬于 GEBA 的一部分。“除了確定超過 50 萬個新蛋白質(zhì)家族，這項基因組測序工作將現(xiàn)有類型菌株的數(shù)目增加了一倍，并將它們的系統(tǒng)發(fā)育多樣性擴(kuò)大了 25%，” 本文共同一作、DOE JGI 計算生物學(xué)家 Supratim Mukherjee 說。

與以前已完成的和基因組草圖相比，可作為系統(tǒng)發(fā)育多樣性函數(shù)的新增蛋白質(zhì)家族增加了 10.5%。GEBA 基因組項目從 4650 個樣本中募集了 2500 萬種從未被賦值的宏基因組蛋白，完善了它們的系統(tǒng)發(fā)育和功能解釋。

研究人員還發(fā)現(xiàn)了許多生物合成簇，并用實驗證實了具有潛在抗微生物活性和新化學(xué)結(jié)構(gòu)的發(fā)散型吩嗪簇。

這 1000（974 個細(xì)菌和 29 個古細(xì)菌）多個基因組的發(fā)布足足用了將近 10 年，zui開始的 56 個 GEBA 基因組數(shù)據(jù)公布于 2009 年。研究人員從海水、土壤、植物、奶牛瘤胃、白蟻內(nèi)臟等地方把微生物分離出來。

基因組測序和分析工作通過 DOE JGI 的社會科學(xué)項目完成，1003 個基因組的發(fā)布則通過綜合微生物基因組和微生物系統(tǒng)（Integrated Microbial Genomes with Microbiomes，IMG/M），所有與基因組標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會相關(guān)的宏基因組數(shù)據(jù)已通過基因組在線數(shù)據(jù)庫（Genomes OnLine Database）。

所有基因組一經(jīng)測序就被立即公開發(fā)布，zui大限度地為更多學(xué)術(shù)團(tuán)體提供幫助。隨著 1003 個高質(zhì)量的參考基因組信息的發(fā)布，*對此感興趣的科學(xué)家們便可用于表征、次生代謝產(chǎn)物生物工程或特定條件下的酶功能等研究。

很明顯，細(xì)菌可以刺激生物技術(shù)創(chuàng)新，如鏈球菌生產(chǎn)的 Cas9 蛋白對 CRISPR-Cas9 基因編輯工具的貢獻(xiàn)。實際上，埋藏于細(xì)菌和古細(xì)菌門之后的隱藏技能開發(fā)之旅才剛剛開啟