为促进肠道菌群研究领域的交流与学习,中国生物物理学会肠道菌群分会携手热心肠研究院,举办“云上论肠菌”系列学术活动,每月邀请1~2名领域内的知名专家,进行在线学术报告和研讨。

2022年4月29日上午10点,第9期“云上论肠菌”学术活动如期举办。此次学术分享活动邀请到两位嘉宾分别进行演讲,两个小时的精彩直播吸引了近4000人在线观看。
本期活动的演讲嘉宾分别是中国科学院微生物研究所研究员陈义华、中国科学院微生物研究所研究员王军,山东大学微生物技术国家重点实验室(研究院) 教授王海龙、中国科学院微生物研究所研究员吴边作为特邀嘉宾,中国科学院微生物研究所研究员、山东大学特聘教授刘双江作为主持人,共同出席本次活动。

首先,演讲嘉宾陈义华研究员为大家带来了题为《人体微生物的次级代谢与健康》的学术报告。重点介绍其所在实验室对与龋齿相关变形链球菌的次级代谢研究,包括相关化合物的结构、功能和生物合成机制等;还简单总结了其在开发人体微生物次级代谢产物成为药物方面的探索。
陈义华研究员表示,人体微生物组研究揭示人体微生物的次级代谢多样性丰富,有潜力产生结构各异的代谢产物。前期研究揭示了部分疾病与次级代谢的关系,也发现有些人体微生物次级代谢产物具有良好的成药性。

另一位演讲嘉宾王军研究员为大家带来了题为《人工智能赋能微生物组功能分子挖掘》的学术报告。
王军研究员在报告中指出,在测序技术飞速发展的背景下,已经有大量的人体微生物组数据可以用于进一步的挖掘和转化,尤其是其中的多肽类的功能分子,未来可以作为多种药物的先导分子进一步优化和应用。但长期以来针对微生物大分子的挖掘和验证依赖于实验手段,而针对序列短、多样性高、相似性低的功能多肽,现有的生物信息方法也有较大局限。因此,应用最新、更高效的人工智能深度学习研究方法,实现微生物功能大分子的系统挖掘,具有重要的基础研究和应用价值。

王军研究员课题组与陈义华研究员课题组合作,整合了多种人工智能领域中自然语言分析(Natural Language Processing)的神经网络方法。他们以抗菌肽为第一个研究对象,在学习了现有数千条抗菌肽序列以后,构建出准确率超过90%的抗菌肽预测方法,远远超出之前发表的基于氨基酸组成和性质进行抗菌肽判定的模型。
进一步分析表明,利用深度学习挖掘的抗菌肽与已知抗菌肽的相似性非常低(大部分<60%),结构和机制不单一(不局限于破壁或者破膜)。最终在动物实验中,有3个肽表现出在体内针对肺炎克雷伯菌感染模型的良好治疗效果,病原菌的载量下降了10倍以上,而且对动物没有产生可见的毒性或者危害。
两位嘉宾的精彩演讲,让线上观众们意犹未尽。在随后的问答环节,多名观众围绕演讲内容提出问题,现场嘉宾们一一进行解答,两个小时的直播在浓厚的学术氛围中落下帷幕。