海洋生物来源的次级代谢产物在新药研发中展现了巨大的潜力，超过30种化合物已获批上市或处于临床试验中。与陆生微生物相比，海洋微生物来源的次级代谢产物具有更高的化学多样性，但目前已报道的海洋原核生物次级代谢产物的数量却比较有限。人工智能+海洋药物学的交叉学科研究思路，系统分析全球海洋原核生物的次级代谢潜力将有助于确定从海洋微生物中挖掘新颖药物先导物的前景，以及值得深入挖掘的原核生物群落，同时为海洋微生物资源的高效开发和利用提供重要参考。

       浙江工业大学海洋药物团队联合网络空间安全研究院宣琦教授团队和海洋二所许学伟研究员团队，利用大规模基因组挖掘技术分析了海洋来源7,541个可培养和单细胞测序原核生物基因组以及26,363个中高质量宏基因组组装基因组中的次级代谢产物生物合成基因簇（BGC）的多样性和新颖性。结果表明海洋来源的30,611个细菌基因组和3,293个古菌基因组共编码了70,011个BGC。利用生物信息学和化学信息学技术在相同的化学相似度下分别构建了海洋细菌基因簇家族和次级代谢产物家族网络图，发现海洋微生物中96.8%的次级代谢潜力还未被挖掘。利用深度学习算法从11,572个核糖体合成肽(RiPPs)基因簇中预测出了88个潜在的新型抗菌肽，部分抗菌肽的活性得到了体外实验验证。利用非靶标代谢组学技术研究了一株海水来源细菌Aquimarina muelleri DSM 19832T的次级代谢潜力, 结果表明它产生的79.1%的代谢产物无法被FBMN、SIRIUS及Dereplicator+注释出来，包括一系列新颖的聚酮类化合物。通过全基因组测序初步确定了负责这些聚酮类化合物的生物合成基因簇。

       相关研究成果以“Global analysis of the biosynthetic chemical space of marine prokaryotes”为题于2023年6月28日在线发表于微生物领域国际顶级期刊Microbiome (https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-023-01573-3)，浙江工业大学为第一完成单位，海洋药物团队青年教师魏斌和2021级研究生胡港澳为共同第一作者，海洋药物团队负责人王鸿教授，网络空间安全研究院宣琦教授和海洋二所许学伟研究员为共同通讯作者。该工作获得学校学科交叉博士研究生专项计划、国家自然科学基金（42276137）和国家重点研发计划（2022YFC2804104和2022YFC2804700）等项目的资助。