小小微生物，緣何成美國「登月」後大計劃

科技 05-18

小小微生物，緣何成美國「登月」後大計劃

美國「國家微生物組計劃」發布現場

美國白宮13日宣布啟動「國家微生物組計劃」，這是奧巴馬政府繼腦計劃、精確醫學、抗癌「登月」之後推出的又一個重大國家科研計劃。小小的微生物，為何能成為美國的國家級大型科研計劃？美國政府將如何實施這個計劃？最終的目標又是什麼？

啟動資金超5億美元

微生物存在於人體、植物、土壤、海洋等各種環境中，這些微生物群落的集合被稱為微生物組。

美國國家科學院院士、夏威夷大學太平洋生命科學中心主任瑪格麗特·麥克福爾－恩蓋告訴新華社記者，當今這個時代人類面臨的挑戰，包括養活眾多的人口、生產可持續的能源、保護環境或減緩對環境的破壞，以及人類健康，都與生物學相關，可以從微生物世界中找到解決方案。

最近10年來，人們逐漸認識到，從肥胖、糖尿病、哮喘等人類健康問題到海洋「死區」等環境問題，從農業生產到氣候變化，或多或少都與微生物組相關聯。腸道微生物組甚至被稱為人體的「第二基因組」。

鑒於微生物組對人類與環境健康的重要性，奧巴馬政府雖然任期將至，仍決定推出「國家微生物組計劃」。當然，這與白宮科技政策辦公室副主任喬·漢德爾斯曼的大力推動也有直接關係。漢德爾斯曼原本就是一名微生物學家，計劃在今年7月重新回到她在耶魯大學的實驗室繼續搞研究。

根據白宮公布的計劃，美國政府將在未來兩年投入1.21億美元「國家微生物組計劃」聯邦專項資金作為啟動資金。除了聯邦機構外，還有數十所大學和研究機構將加入「國家微生物組計劃」，它們將在未來幾年投入總共4億美元的啟動資金。

總體上，「國家微生物組計劃」有三大目標：首先，支持跨學科研究，以回答多樣化生態系統中微生物組的基本問題，如什麼是健康的微生物組；其次，開發檢測、分析微生物組的工具，如實時檢測空氣、土壤、水或人體微生物的手持感測器；第三，培訓更多的微生物組相關工作人員。

「未來是微生物的時代」

雖然「國家微生物組計劃」不像腦計劃、精確醫學、抗癌「登月」計劃那樣由奧巴馬本人對外宣布，但漢德爾斯曼在13日的白宮微生物組會議上指出，奧巴馬政府的一些優先領域，比如精確醫學、可再生能源、農業與氣候變化等，都與微生物組有「強烈關聯」。

事實上，得益於低成本高通量基因測序技術的發展、計算和成像技術的改進，以及用於數據分析的生物信息學工具的革新等進展，微生物組學正在迅速發展為促進經濟增長的一個新興學科。

「過去幾年我們看到這個領域的新公司如雨後春筍般在全美湧現，一些公司做得非常、非常成功，」漢德爾斯曼對與會者說，「我們認為未來是微生物的時代。國家的發展將依靠在微生物組及相關科學方面的偉大技術與創新。」

美國政府一直在微生物組領域進行投資。早在2007年，美國國家衛生研究院就啟動了為期10年的「人類微生物組項目」，累計投入資金2.15億美元，為今天微生物組研究的迅猛發展奠定了基礎。

近幾年，美國政府對微生物組領域的支持力度進一步增加。美國官方2015年公布的報告顯示，2014財政年度在該領域的聯邦投資是2012財政年度的3倍，最近3年間的聯邦投資總額超過9.22億美元。

而「國家微生物組計劃」的啟動，在漢德爾斯曼看來標誌著一個新的里程碑，她在白宮官網的一篇博客中推介說：「如果有一件事我們可以確信，那就是微生物雖小，但它們的影響巨大。」

專家呼籲開展國際合作

自2005年以來，國際科學界開展了至少8項人體微生物組計劃，包括美國人類微生物組項目、加拿大微生物組研究項目以及日本人體元基因組項目。中國科學家近年來也積极參与或牽頭實施了中法腸道元基因組研究、十萬食源性病原微生物基因組計劃、萬種微生物基因組計劃等。

但是上海交通大學趙立平教授指出，當前的微生物學研究如同「盲人摸象」，由於各國的研究方法和標準不統一，使得數據難以比較及整合，這種「碎片化」現狀造成資源的極大浪費。

為此，趙立平聯合麥克福爾－恩蓋及一名德國微生物學家於去年10月在英國《自然》雜誌發文，共同呼籲儘快啟動「國際微生物組計劃」。與此相呼應，近20名美國科學家同時在美國《科學》雜誌上發出類似提議，建議開展「聯合微生物組研究計劃」。

趙立平告訴記者，他們現在計劃在美國羅格斯大學建立一個實驗室，把上海交大、羅格斯大學與夏威夷大學的研究力量組織起來，組成一個糖尿病微生物組國際研究中心，計劃5年內從民間籌集2億美元的投資，集中攻關糖尿病。

麥克福爾－恩蓋則表示，「國際微生物組計劃」呼籲國際科學界通過全球合作加深對微生物界的認識，「中國是世界大國之一，所以中國有可能成為採取措施、承擔領導角色的國家之一」。

(作者：林小春)

AI有話說：

微生物無處不在，可又最容易被人忽視。這一次，微生物領域終於成為研究的重點，在可期的未來一定會有一大批激動人心的研究成果湧現。我們也期待在這一領域會有中國的作為！

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