微生物在地球中无处不在，隐藏在人们的皮肤、肠道以及土壤、河流、海洋等环境，构成一个个复杂的微生物组群落。传统微生物组研究按照不同栖息地分别进行研究，无法在全球视野下描述不同栖息环境中微生物群落的相互关联。
复旦大学类脑研究院青年研究员路易斯·佩德罗·科埃略、教授赵兴明、名誉教授皮尔·伯克与来自德国、西班牙、美国、英国等多国科学家合作研究，将地球上不同栖息地的微生物作为统一系统，运用人工智能技术对1.3万个公开宏基因组样本进行挖掘，构建了迄今为止最全面的全球微生物基因目录，为全球微生物组研究迈出了重要一步。2021年12月16日凌晨，相关研究成果以长文形式发表于《自然》。
路易斯·佩德罗·科埃略
【迄今为止最全面的全球微生物基因目录】
基因目录对于描述微生物群落的物种组成和功能特性具有重要意义。自2010年欧洲分子生物学实验室和华大基因构建首个人类肠道微生物基因目录以来，新兴的微生物基因目录为研究人类生理学和疾病提供了重要线索。
全球微生物基因目录涵盖了肠道、口腔、皮肤、海洋、土壤等 14 个微生物的主要栖息地，收集了13174 个公开可用的高质量宏基因组和84029个高质量的基因组，得到了包含3.03亿个物种级的基因，构建了迄今为止最全面的全球微生物基因目录，将为地球生态研究和人类健康研究提供重要贡献。
【揭示微生物基因与栖息环境的重要关联】
研究发现，大多数基因都具有栖息环境特异性，这与微生物倾向于适应环境的特性是一致的；只有5.8%物种水平的单基因簇是多栖息环境基因，多栖息环境基因主要富集在抗生素耐药性基因和移动遗传原件。
这对于理解抗生素抗性的产生，以及未来抗菌药物的研发具有重要的意义。
【多学科交融的国际化研究团队】
复旦大学类脑研究院生物医学人工智能团队聚焦于人工智能与生物医学交叉研究，自2018年以来引进一批国内外优秀学者。近年来，围绕生物医学大数据的特点，发展了一系列人工智能算法，已成功应用于脑-肠轴、脑发育和脑疾病等场景中。2020年，该团队获吴文俊人工智能自然科学一等奖。
作为论文的第一作者和共同通讯作者，科埃略于2018年全职加入复旦。作为类脑研究院生物医学人工智能团队的负责人，赵兴明教授介绍，前沿科学越来越突破学科界限，需要全域视野和全球视野。下一步，团队还将基于所开发的基因目录，与国内外科研院所和临床医疗开展合作，探究微生物包括人体肠道微生物与人类生命大健康、大脑认知和行为等方面的影响。