AI助力破解微生物群落功能“暗物质”

近日，中国农业科学院农业基因组研究所农业微生物组学与营养健康创新团队开发了一种蛋白质功能预测AI模型 FUGAsseM，为系统性解析微生物功能“暗物质”提供了全新方法。相关研究成果发表在《自然·生物技术（Nature Biotechnology）》上。

迄今为止，超过70%的人体微生物基因功能仍是未解之谜，这些功能“暗物质”长期制约了我们对微生物组与宿主健康关系的深入理解。

研究团队通过跨组学整合微生物多维群落数据信息，构建了AI模型FUGAsseM，该模型在群落尺度实现了对微生物基因产物的系统化功能预测，在精度、覆盖度和前瞻性上均表现优异，能够跨越物种与生态系统限制，捕获传统方法难以识别的新功能信号。该研究不仅为深入理解肠道菌群与宿主在免疫、代谢和疾病中的复杂互作提供了关键资源，也为揭示环境微生物在养分循环与生态平衡中的作用奠定了方法学基础。作为一个开源、可扩展的AI工具，FUGAsseM模型有望在疾病研究、益生菌开发、环境功能预测和农业生态调控等多领域应用，推动微生物组学由描述性研究向智能化功能解析迈进。

该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目的支持。（通讯员 马昕怡）

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41587-025-02813-7

院网封面：FUGAsseM功能预测工具