新華社華盛頓５月１４日電新聞分析：小小微生物，緣何成美國(guó)大計(jì)劃

新華社記者林小春

美國(guó)白宮１３日宣布啟動(dòng)“國(guó)家微生物組計(jì)劃”，這是奧巴馬政府繼腦計(jì)劃、精確醫(yī)學(xué)、抗癌“登月”之后推出的又一個(gè)重大國(guó)家科研計(jì)劃。小小的微生物，為何能成為美國(guó)的國(guó)家級(jí)大型科研計(jì)劃？美國(guó)政府將如何實(shí)施這個(gè)計(jì)劃？最終的目標(biāo)又是什么？

啟動(dòng)資金超５億美元

微生物存在于人體、植物、土壤、海洋等各種環(huán)境中，這些微生物群落的集合被稱(chēng)為微生物組。

美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士、夏威夷大學(xué)太平洋生命科學(xué)中心主任瑪格麗特·麥克福爾－恩蓋告訴新華社記者，當(dāng)今這個(gè)時(shí)代人類(lèi)面臨的挑戰(zhàn)，包括養(yǎng)活眾多的人口、生產(chǎn)可持續(xù)的能源、保護(hù)環(huán)境或減緩對(duì)環(huán)境的破壞，以及人類(lèi)健康，都與生物學(xué)相關(guān)，可以從微生物世界中找到解決方案。

最近１０年來(lái)，人們逐漸認(rèn)識(shí)到，從肥胖、糖尿病、哮喘等人類(lèi)健康問(wèn)題到海洋“死區(qū)”等環(huán)境問(wèn)題，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到氣候變化，或多或少都與微生物組相關(guān)聯(lián)。腸道微生物組甚至被稱(chēng)為人體的“第二基因組”。

鑒于微生物組對(duì)人類(lèi)與環(huán)境健康的重要性，奧巴馬政府雖然任期將至，仍決定推出“國(guó)家微生物組計(jì)劃”。當(dāng)然，這與白宮科技政策辦公室副主任喬·漢德?tīng)査孤拇罅ν苿?dòng)也有直接關(guān)系。漢德?tīng)査孤揪褪且幻⑸飳W(xué)家，計(jì)劃在今年７月重新回到她在耶魯大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)搞研究。

根據(jù)白宮公布的計(jì)劃，美國(guó)政府將在未來(lái)兩年投入１．２１億美元“國(guó)家微生物組計(jì)劃”聯(lián)邦專(zhuān)項(xiàng)資金作為啟動(dòng)資金。除了聯(lián)邦機(jī)構(gòu)外，還有數(shù)十所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)將加入“國(guó)家微生物組計(jì)劃”，它們將在未來(lái)幾年投入總共４億美元的啟動(dòng)資金。

總體上，“國(guó)家微生物組計(jì)劃”有三大目標(biāo)：首先，支持跨學(xué)科研究，以回答多樣化生態(tài)系統(tǒng)中微生物組的基本問(wèn)題，如什么是健康的微生物組；其次，開(kāi)發(fā)檢測(cè)、分析微生物組的工具，如實(shí)時(shí)檢測(cè)空氣、土壤、水或人體微生物的手持傳感器；第三，培訓(xùn)更多的微生物組相關(guān)工作人員。

“未來(lái)是微生物的時(shí)代”

雖然“國(guó)家微生物組計(jì)劃”不像腦計(jì)劃、精確醫(yī)學(xué)、抗癌“登月”計(jì)劃那樣由奧巴馬本人對(duì)外宣布，但漢德?tīng)査孤冢保橙盏陌讓m微生物組會(huì)議上指出，奧巴馬政府的一些優(yōu)先領(lǐng)域，比如精確醫(yī)學(xué)、可再生能源、農(nóng)業(yè)與氣候變化等，都與微生物組有“強(qiáng)烈關(guān)聯(lián)”。

事實(shí)上，得益于低成本高通量基因測(cè)序技術(shù)的發(fā)展、計(jì)算和成像技術(shù)的改進(jìn)，以及用于數(shù)據(jù)分析的生物信息學(xué)工具的革新等進(jìn)展，微生物組學(xué)正在迅速發(fā)展為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的一個(gè)新興學(xué)科。

“過(guò)去幾年我們看到這個(gè)領(lǐng)域的新公司如雨后春筍般在全美涌現(xiàn)，一些公司做得非常、非常成功，”漢德?tīng)査孤鼘?duì)與會(huì)者說(shuō)，“我們認(rèn)為未來(lái)是微生物的時(shí)代。國(guó)家的發(fā)展將依靠在微生物組及相關(guān)科學(xué)方面的偉大技術(shù)與創(chuàng)新?！?/p>

美國(guó)政府一直在微生物組領(lǐng)域進(jìn)行投資。早在２００７年，美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院就啟動(dòng)了為期１０年的“人類(lèi)微生物組項(xiàng)目”，累計(jì)投入資金２．１５億美元，為今天微生物組研究的迅猛發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

近幾年，美國(guó)政府對(duì)微生物組領(lǐng)域的支持力度進(jìn)一步增加。美國(guó)官方２０１５年公布的報(bào)告顯示，２０１４財(cái)政年度在該領(lǐng)域的聯(lián)邦投資是２０１２財(cái)政年度的３倍，最近３年間的聯(lián)邦投資總額超過(guò)９．２２億美元。

而“國(guó)家微生物組計(jì)劃”的啟動(dòng)，在漢德?tīng)査孤磥?lái)標(biāo)志著一個(gè)新的里程碑，她在白宮官網(wǎng)的一篇博客中推介說(shuō)：“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?！?/p>

專(zhuān)家呼吁開(kāi)展國(guó)際合作

自２００５年以來(lái)，國(guó)際科學(xué)界開(kāi)展了至少８項(xiàng)人體微生物組計(jì)劃，包括美國(guó)人類(lèi)微生物組項(xiàng)目、加拿大微生物組研究項(xiàng)目以及日本人體元基因組項(xiàng)目。中國(guó)科學(xué)家近年來(lái)也積極參與或牽頭實(shí)施了中法腸道元基因組研究、十萬(wàn)食源性病原微生物基因組計(jì)劃、萬(wàn)種微生物基因組計(jì)劃等。

但是上海交通大學(xué)趙立平教授指出，當(dāng)前的微生物學(xué)研究如同“盲人摸象”，由于各國(guó)的研究方法和標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，使得數(shù)據(jù)難以比較及整合，這種“碎片化”現(xiàn)狀造成資源的極大浪費(fèi)。

為此，趙立平聯(lián)合麥克福爾－恩蓋及一名德國(guó)微生物學(xué)家于去年１０月在英國(guó)《自然》雜志發(fā)文，共同呼吁盡快啟動(dòng)“國(guó)際微生物組計(jì)劃”。與此相呼應(yīng)，近２０名美國(guó)科學(xué)家同時(shí)在美國(guó)《科學(xué)》雜志上發(fā)出類(lèi)似提議，建議開(kāi)展“聯(lián)合微生物組研究計(jì)劃”。

趙立平告訴記者，他們現(xiàn)在計(jì)劃在美國(guó)羅格斯大學(xué)建立一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，把上海交大、羅格斯大學(xué)與夏威夷大學(xué)的研究力量組織起來(lái)，組成一個(gè)糖尿病微生物組國(guó)際研究中心，計(jì)劃５年內(nèi)從民間籌集２億美元的投資，集中攻關(guān)糖尿病。

麥克福爾－恩蓋則表示，“國(guó)際微生物組計(jì)劃”呼吁國(guó)際科學(xué)界通過(guò)全球合作加深對(duì)微生物界的認(rèn)識(shí)，“中國(guó)是世界大國(guó)之一，所以中國(guó)有可能成為采取措施、承擔(dān)領(lǐng)導(dǎo)角色的國(guó)家之一”。（完）