四篇Cell同時發布!交大團隊,實現多個“人類首次”!

2025-04-14

近日,由上海交通大學、中國科學院深??茖W與工程研究所、華大集團聯合發起并執行的“溟淵計劃”(馬里亞納海溝環境與生態研究計劃,英文簡稱“MEER計劃”)第一階段成果四篇文章以封面專輯的形式發表在國際頂級期刊《細胞》(Cell)上。

 作為“溟淵計劃”的發起人和召集科學家,上海交通大學生命科學技術學院/微生物代謝國家重點實驗室、深部生命國際研究中心主任肖湘帶領團隊,依托我國自主研發的“奮斗者”號載人潛水器,實現了多項“全球突破”:人類首次到達雅浦海溝最深點、首次對深淵生態系統進行系統研究、首次建立全球深淵生物大數據庫并開放共享,標志著我國深海生命科學研究邁入國際前沿。

本專輯封面圖片由“溟淵計劃”召集科學家肖湘在海溝底部采樣期間拍攝,有趣的是這是下潛至深淵超高壓下拍攝系統失效后在潛器艙內用手機拍攝的,展現了獨特的艙內視角和深淵神秘的生命世界

“極境探底·極微解碼”深海生命科研成果新聞發布會

3月7日上午在海南三亞舉行,上海同步進行分會場發布

中國深海研究實現國際領跑 

深淵水深超過6000米,是全球海洋最深的區域,代表著地球上最少被探索的極端環境。早在上世紀初,就有學者投入到深淵微生物研究,然而受限于抗高壓設備的制作技術,多個國際同行組織的深淵大科學計劃最終未能達到良好預期。在2020年之前,只有9人曾到達過海洋最深點馬里亞納海溝底部,能成功下潛萬米以下深度且能夠重復使用的潛水器,全球所剩無幾。2020年底,成功完成工程海試的中國第一艘萬米級載人潛水器“奮斗者”號,憑借其獨特的采樣能力和超長海底作業時間,成為當今全球唯一具備深淵系統調查采樣能力的載人潛水器。

奮斗者號正在工作

這一消息令肖湘感到振奮,帶領著全球深海高壓微生物領域極少數至今在研的科學團隊,他預感多年求索的深海微生物高壓適應的未解之謎,就藏在海洋最深的萬米深藍之下。2021年10月至12月期間,肖湘帶領上海交通大學研究團隊,與中國科學院深??茖W與工程研究所、華大集團等國內多家科研單位共同參加了“奮斗者”號載人潛水器的的深淵航次??茖W家團隊對馬里亞納海溝、雅浦海溝和菲律賓海盆6000-11000米水深區域進行系統采集,獲得水體、沉積物、宏生物等樣本2000余份,其中雅浦海溝最深點為人類首次到達。

馬里亞納海溝海底正在往生物箱里放樣品的機械手

馬溝海底正在往生物箱里放樣品的機械手

在深淵極端環境里,每下潛一米都是對設備性能的巨大挑戰,每停留一秒都是用生命極限探索極端生命的生死競速,“溟淵計劃”就誕生于這樣緊張且興奮的氛圍之下。團隊頂著5次超強臺風的沖擊,經過33次科學例會的靈感碰撞,攻克了深淵極端高壓環境下的采樣與實驗技術難題,建立了“深海采樣-基因測序-數據分析-實驗室驗證”全鏈條科研模式。由上海交通大學肖湘團隊設計的系統性科學研究框架,結合中科院深海所的深淵現場作業經驗與華大集團的基因測序技術,三方協同實現了載人深潛取樣裝置、低成本基因測序技術、全海深環境模擬培養體系的全國產化,為深淵科學研究提供了自主可控的技術支撐。肖湘表示,在科學家的共同努力下,此項深部生命科學研究最大的兩個瓶頸“數據庫和儀器”如今都已實現國產化。

建立全球唯一深淵生物大數據庫

深淵中是否是一片寂靜的生命荒漠?答案顯然是否定的。通過對1648份沉積物、622個鉤蝦樣本及11種深海魚類的分析,科學家團隊研究鑒定出7564種深淵原核微生物,89.4%為未報道新物種,其多樣性與全球已知海洋微生物總量相當??茖W家們還發現,深淵微生物通過“精簡型”和“多能型”兩種適應策略,在深淵高壓、低溫、寡營養環境中異常繁盛,支撐了深淵生態系統的繁榮;首次系統研究深淵生態系統的食物鏈,從微生物到無脊椎動物(鉤蝦)再到脊椎動物(魚類),闡明了極端環境下生命協同演化的科學規律,拓展了人類對于海洋生態的認知,我國在深海生命科學領域已形成源頭創新優勢,并為開發深海生物資源、服務人類健康與可持續發展開辟全新賽道。

“我們建立了全球唯一的深淵生物大數據庫,包含微生物基因組、鉤蝦及魚類基因組數據集,深淵微生物數據規模與過去十年全球海洋微生物研究總量相當。深淵微生物的超高新穎性和多樣性,展示了深淵在新基因、新結構和新功能方面的巨大資源潛能。這些資源為解決全球生物資源枯竭困境提供了新的選擇,也為生物技術、醫藥、能源等領域的創新應用開辟了廣闊前景。這些寶貴的數據是人類不可復現的歷史記錄,它們代表著2021年10至12月期間地球深淵生命的真實情況,應該保留下來并對全人類共享,我們也希望能夠把這些數據用好,為全球深??萍及l展貢獻中國智慧。”肖湘在下潛到馬里亞納海溝最深點完成采樣任務后,在深淵底部通過水聲通訊對外發布了《馬里亞納共識》倡議,承諾向全球開放共享深淵生命數據,呼吁國際科研力量共同攻堅深淵環境與生命科學問題。該倡議為應對生物資源枯竭挑戰提供了新思路,并推動全球深海生命研究從競爭走向協作,為全球深??萍及l展提供了中國方案。

既要“指引支持”也要“各顯神通”

去年,上海交通大學以第一作者或通訊作者單位在CNS發文33篇,其中以第一署名單位發表研究型文章(Article)16篇,位居全國高校前列。2025年,上海交通大學CNS發刊同樣接連不斷:倪俊團隊為人工多酶復合體提供理性設計工具,作為交大“開年頂刊”登上Cell,毛亞飛團隊揭秘人類“近親”獼猴屬的遺傳密碼,崔勇團隊提出新的材料合成策略——2個成果相繼登上Nature。此次中國科學家在Cell上“一石四鳥”,使中國深海生命研究實現國際領跑。

這些成果的出現并非偶然:為破解科研組織“小、散、虛”的問題,上海交通大學創新科研組織模式、加強人才梯隊建設、推進體制機制改革,系統推進有組織的科研體系探索,營造了既有明確導向、又有發揮空間的創新生態。圍繞重大科學問題,鼓勵科研人員開展前瞻性、長期性、引領性的交叉科學研究和技術研發,同時支持和鼓勵一批優秀青年科學家“敢啃硬骨頭、勇闖無人區”,從而構建了戰略導向與自由探索相結合的“基礎研究特區”模式。

如,圍繞粒子與核物理、天文與天體物理、量子基礎科學等重要基礎科學領域,上海交通大學大力建設李政道研究所;聚焦分子科學領域的世界科學前沿,建設了變革性分子前沿科學中心;為了強化理、工、生命、醫學等前沿領域的學科交叉和青年人才培養,成立了自然科學研究院等。上海交通大學鼓勵科學家在這些學術特區中開展多學科交叉,圍繞基礎重大科學問題,開展持續研究,形成高水平、標志性、有影響力的成果,采用中長期評估代替考核,構筑鼓勵探索、寬容失敗的學術文化。當前,相關舉措已吸引和匯聚了一批優秀青年人才,各特區已逐步成為具有全球影響力的人才和創新高地。

做“默默無聞”的探索和“后有來者”的研究

有組織的科研,“人”是關鍵:在平臺化攻關中要打造戰略科學家隊伍,支持其在引領重大原始創新、參與科技戰略頂層設計、推動學科交叉融合和創新發展等方面發揮帥才作用,同時也應當注重鋪路搭橋讓各類青年人才綻放精彩。從2021年底到2025年初,“溟淵計劃”執行僅用三年時間,肖湘帶領著的這支隊伍核心成員平均年齡不超過40歲。他們的身影出現在馬里亞納海溝、珠峰登山大本營、南海冷泉、青藏高原熱泉等科考一線,他們也將數次科考經歷帶回上海交通大學校園,把這些“默默無聞”的探索成果帶上講臺,讓未來的研究“后有來者”。

 

團隊科考結束后乘船歸來

左圖:肖湘教授萬米下潛歸來出艙瞬間;

右圖:肖湘教授在查看采樣情況

“雖然站在講臺上的是我一個人,但在我背后有無數中國科學家的探索故事,他們冰里來火里去,‘寧冒風險,不當逃兵’,我非常希望學生能了解這些,和我們一起加入科學探索團隊。”從一名普通的學生,到懷著科研夢想加盟交大的“青椒”,再到全國高校青年教師教學競賽冠軍,團隊成員、上海交通大學青年教師趙維殳在科考實踐中不斷打開視野,同時注重將學術水平轉化成教學能力,她的《極端生物學》課程吸引了眾多學子,其中不乏有今后勵志科研的優秀學生。

趙維殳在觀察采樣情況

在上海交通大學,這樣的例子并不鮮見。當引人、用人、育人成為可持續的“閉環”,不僅能夠撬動“真問題”的不斷突破,也能培育出適合青年科學家成長成材的沃土。為選拔支持優秀青年科學家“提出真問題、真解決問題”,學校還統籌整合校內自主經費設立“交大2030”自主創新計劃,通過自主培育前瞻布局,長期支持一批青年科學家開展持續原創探索,培養一批又一批有理想、有潛質的后備人才。

與此同時,學校也注重通過交叉融合培養未來科技創新人才:一方面,建設了一批基礎學科培養基地,制定實施基礎研究人才專項,建立交叉學科發展引導機制,把科技創新與人才培養、學科建設有效結合起來,提供服務國家重大戰略的后備力量;另一方面,推動產學研深度融合創新,為國家高質量發展培養大批領軍型復合型科技創新人才,越來越多青年科學家進入高水平研究實驗室和團隊開展科研實踐,在“有組織的自由探索”中結出“真理的碩果”,為國家高質量發展貢獻力量。

 

四篇Cell同時發布!交大團隊,實現多個“人類首次”! 

近日,由上海交通大學、中國科學院深海科學與工程研究所、華大集團聯合發起并執行的“溟淵計劃”(馬里亞納海溝環境與生態研究計劃,英文簡稱“MEER計劃”)第一階段成果四篇文章以封面專輯的形式發表在國際頂級期刊《細胞》(Cell)上。 

 

作為“溟淵計劃”的發起人和召集科學家,上海交通大學生命科學技術學院/微生物代謝國家重點實驗室、深部生命國際研究中心主任肖湘帶領團隊,依托我國自主研發的“奮斗者”號載人潛水器,實現了多項“全球突破”:人類首次到達雅浦海溝最深點、首次對深淵生態系統進行系統研究、首次建立全球深淵生物大數據庫并開放共享,標志著我國深海生命科學研究邁入國際前沿。 

 

圖片 

▲本專輯封面圖片由“溟淵計劃”召集科學家肖湘在海溝底部采樣期間拍攝,有趣的是這是下潛至深淵超高壓下拍攝系統失效后在潛器艙內用手機拍攝的,展現了獨特的艙內視角和深淵神秘的生命世界 

 

 

 

圖片 

▲“極境探底·極微解碼”深海生命科研成果新聞發布會 

37日上午在海南三亞舉行,上海同步進行分會場發布

中國深海研究實現國際領跑

 

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深淵水深超過6000米,是全球海洋最深的區域,代表著地球上最少被探索的極端環境。早在上世紀初,就有學者投入到深淵微生物研究,然而受限于抗高壓設備的制作技術,多個國際同行組織的深淵大科學計劃最終未能達到良好預期。在2020年之前,只有9人曾到達過海洋最深點馬里亞納海溝底部,能成功下潛萬米以下深度且能夠重復使用的潛水器,全球所剩無幾。2020年底,成功完成工程海試的中國第一艘萬米級載人潛水器“奮斗者”號,憑借其獨特的采樣能力和超長海底作業時間,成為當今全球唯一具備深淵系統調查采樣能力的載人潛水器。

 

圖片

▲奮斗者號正在工作

 

這一消息令肖湘感到振奮,帶領著全球深海高壓微生物領域極少數至今在研的科學團隊,他預感多年求索的深海微生物高壓適應的未解之謎,就藏在海洋最深的萬米深藍之下。202110月至12月期間,肖湘帶領上海交通大學研究團隊,與中國科學院深海科學與工程研究所、華大集團等國內多家科研單位共同參加了“奮斗者”號載人潛水器的的深淵航次??茖W家團隊對馬里亞納海溝、雅浦海溝和菲律賓海盆6000-11000米水深區域進行系統采集,獲得水體、沉積物、宏生物等樣本2000余份,其中雅浦海溝最深點為人類首次到達。

 

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▲馬里亞納海溝海底正在往生物箱里放樣品的機械手

 

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▲馬溝海底正在往生物箱里放樣品的機械手

 

在深淵極端環境里,每下潛一米都是對設備性能的巨大挑戰,每停留一秒都是用生命極限探索極端生命的生死競速,“溟淵計劃”就誕生于這樣緊張且興奮的氛圍之下。團隊頂著5次超強臺風的沖擊,經過33次科學例會的靈感碰撞,攻克了深淵極端高壓環境下的采樣與實驗技術難題,建立了“深海采樣-基因測序-數據分析-實驗室驗證”全鏈條科研模式。由上海交通大學肖湘團隊設計的系統性科學研究框架,結合中科院深海所的深淵現場作業經驗與華大集團的基因測序技術,三方協同實現了載人深潛取樣裝置、低成本基因測序技術、全海深環境模擬培養體系的全國產化,為深淵科學研究提供了自主可控的技術支撐。肖湘表示,在科學家的共同努力下,此項深部生命科學研究最大的兩個瓶頸“數據庫和儀器”如今都已實現國產化。

 

建立全球唯一深淵生物大數據庫

 

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深淵中是否是一片寂靜的生命荒漠?答案顯然是否定的。通過對1648份沉積物、622個鉤蝦樣本及11種深海魚類的分析,科學家團隊研究鑒定出7564種深淵原核微生物,89.4%為未報道新物種,其多樣性與全球已知海洋微生物總量相當??茖W家們還發現,深淵微生物通過“精簡型”和“多能型”兩種適應策略,在深淵高壓、低溫、寡營養環境中異常繁盛,支撐了深淵生態系統的繁榮;首次系統研究深淵生態系統的食物鏈,從微生物到無脊椎動物(鉤蝦)再到脊椎動物(魚類),闡明了極端環境下生命協同演化的科學規律,拓展了人類對于海洋生態的認知,我國在深海生命科學領域已形成源頭創新優勢,并為開發深海生物資源、服務人類健康與可持續發展開辟全新賽道。

 

圖片

“我們建立了全球唯一的深淵生物大數據庫,包含微生物基因組、鉤蝦及魚類基因組數據集,深淵微生物數據規模與過去十年全球海洋微生物研究總量相當。深淵微生物的超高新穎性和多樣性,展示了深淵在新基因、新結構和新功能方面的巨大資源潛能。這些資源為解決全球生物資源枯竭困境提供了新的選擇,也為生物技術、醫藥、能源等領域的創新應用開辟了廣闊前景。這些寶貴的數據是人類不可復現的歷史記錄,它們代表著20211012月期間地球深淵生命的真實情況,應該保留下來并對全人類共享,我們也希望能夠把這些數據用好,為全球深海科技發展貢獻中國智慧。”肖湘在下潛到馬里亞納海溝最深點完成采樣任務后,在深淵底部通過水聲通訊對外發布了《馬里亞納共識》倡議,承諾向全球開放共享深淵生命數據,呼吁國際科研力量共同攻堅深淵環境與生命科學問題。該倡議為應對生物資源枯竭挑戰提供了新思路,并推動全球深海生命研究從競爭走向協作,為全球深海科技發展提供了中國方案。

 

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▲深淵微生物

 

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▲馬溝海底海星

 

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▲深淵海底水母

 

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▲深淵海底宏生物

 

既要“指引支持”也要“各顯神通”

 

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去年,上海交通大學以第一作者或通訊作者單位在CNS發文33篇,其中以第一署名單位發表研究型文章(Article16篇,位居全國高校前列。2025年,上海交通大學CNS發刊同樣接連不斷:倪俊團隊為人工多酶復合體提供理性設計工具,作為交大“開年頂刊”登上Cell,毛亞飛團隊揭秘人類“近親”獼猴屬的遺傳密碼,崔勇團隊提出新的材料合成策略——2個成果相繼登上Nature。此次中國科學家在Cell上“一石四鳥”,使中國深海生命研究實現國際領跑。

 

這些成果的出現并非偶然:為破解科研組織“小、散、虛”的問題,上海交通大學創新科研組織模式、加強人才梯隊建設、推進體制機制改革,系統推進有組織的科研體系探索,營造了既有明確導向、又有發揮空間的創新生態。圍繞重大科學問題,鼓勵科研人員開展前瞻性、長期性、引領性的交叉科學研究和技術研發,同時支持和鼓勵一批優秀青年科學家“敢啃硬骨頭、勇闖無人區”,從而構建了戰略導向與自由探索相結合的“基礎研究特區”模式。

 

如,圍繞粒子與核物理、天文與天體物理、量子基礎科學等重要基礎科學領域,上海交通大學大力建設李政道研究所;聚焦分子科學領域的世界科學前沿,建設了變革性分子前沿科學中心;為了強化理、工、生命、醫學等前沿領域的學科交叉和青年人才培養,成立了自然科學研究院等。上海交通大學鼓勵科學家在這些學術特區中開展多學科交叉,圍繞基礎重大科學問題,開展持續研究,形成高水平、標志性、有影響力的成果,采用中長期評估代替考核,構筑鼓勵探索、寬容失敗的學術文化。當前,相關舉措已吸引和匯聚了一批優秀青年人才,各特區已逐步成為具有全球影響力的人才和創新高地。

 

做“默默無聞”的探索和“后有來者”的研究

 

 

有組織的科研,“人”是關鍵:在平臺化攻關中要打造戰略科學家隊伍,支持其在引領重大原始創新、參與科技戰略頂層設計、推動學科交叉融合和創新發展等方面發揮帥才作用,同時也應當注重鋪路搭橋讓各類青年人才綻放精彩。從2021年底到2025年初,“溟淵計劃”執行僅用三年時間,肖湘帶領著的這支隊伍核心成員平均年齡不超過40歲。他們的身影出現在馬里亞納海溝、珠峰登山大本營、南海冷泉、青藏高原熱泉等科考一線,他們也將數次科考經歷帶回上海交通大學校園,把這些“默默無聞”的探索成果帶上講臺,讓未來的研究“后有來者”。

 

圖片

▲團隊科考結束后乘船歸來

 

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▲左圖:肖湘教授萬米下潛歸來出艙瞬間;

 

右圖:肖湘教授在查看采樣情況

 

“雖然站在講臺上的是我一個人,但在我背后有無數中國科學家的探索故事,他們冰里來火里去,‘寧冒風險,不當逃兵’,我非常希望學生能了解這些,和我們一起加入科學探索團隊。”從一名普通的學生,到懷著科研夢想加盟交大的“青椒”,再到全國高校青年教師教學競賽冠軍,團隊成員、上海交通大學青年教師趙維殳在科考實踐中不斷打開視野,同時注重將學術水平轉化成教學能力,她的《極端生物學》課程吸引了眾多學子,其中不乏有今后勵志科研的優秀學生。

 

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▲趙維殳在觀察采樣情況

 

在上海交通大學,這樣的例子并不鮮見。當引人、用人、育人成為可持續的“閉環”,不僅能夠撬動“真問題”的不斷突破,也能培育出適合青年科學家成長成材的沃土。為選拔支持優秀青年科學家“提出真問題、真解決問題”,學校還統籌整合校內自主經費設立“交大2030”自主創新計劃,通過自主培育前瞻布局,長期支持一批青年科學家開展持續原創探索,培養一批又一批有理想、有潛質的后備人才。

 

與此同時,學校也注重通過交叉融合培養未來科技創新人才:一方面,建設了一批基礎學科培養基地,制定實施基礎研究人才專項,建立交叉學科發展引導機制,把科技創新與人才培養、學科建設有效結合起來,提供服務國家重大戰略的后備力量;另一方面,推動產學研深度融合創新,為國家高質量發展培養大批領軍型復合型科技創新人才,越來越多青年科學家進入高水平研究實驗室和團隊開展科研實踐,在“有組織的自由探索”中結出“真理的碩果”,為國家高質量發展貢獻力量。

 

 

 

 

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浙江億納譜生命科技有限公司成立于201710月,總部位于浙江,是一家專注精準醫學和轉化醫學的新興高科技企業。團隊薈集了眾多海內外高層次人才和行業內資深專家。

 

 

圍繞新一代精準醫療產業鏈,企業已布局診斷試劑盒、質譜設備、智能軟件等方向,全力推動新標志物與多組學的大規模轉化醫學應用。

 

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