目今的微生物学研究犹如‘瞽者摸象’，由于各国的研究要领和标准不统一，使得数据难以较量及整合，这种‘碎片化’现状造成资源的极大铺张。

    具有奇异心理代谢优势的微生物，在解决地球种种�；兴鸬降淖饔靡淹耆跷颐堑南胂蟆游鬯χ贸头５教炱渑�，人类现在所面临的能源欠缺、情形污染、粮食清静、疾病盛行等险些所有问题的背后，都少不了微生物的加入。

    怎样通过微生物组研究化解�；�？日前，中、美、德三国科学家在《自然》杂志上发文呼吁，要想搞清晰微生物怎样影响人和地球的康健，需要全球科学界集结一支多学科配景的国际研究步队，启动“国际微生物组妄想（IMI）”。

    这三位科学家划分是德国马普海洋研究所教授尼克尔-杜比利艾、美国夏威夷大学教授玛格丽特-麦克福尔-盖恩和中国上海交通大学教授赵立平。

    赵立通常前在接受《中国科学报》记者采访时指出，目今的微生物学研究犹如“瞽者摸象”，由于各国的研究要领和标准不统一，使得数据难以较量及整合，这种“碎片化”现状造成资源的极大铺张。只有将全球数据整合在一起，才华真正解开地球微生物群落的更多神秘。

    “碎片化”亟待破题

    微生物组是微生物群落里所有基因组信息的总和，它决议着一个群落能够执行怎样的功效。深入研究息争析微生物组的信息总量、漫衍特征和表达纪律，是解决目今能源、农业、医疗等领域中诸多灾题的要害，具有不可估量的经济和社会效益。

    正是意识到这一点，去年10月28日，美国48位科学家在《科学》杂志上团结发文提出 “团结微生物组妄想（UMI）”，开展对人体、植物、动物、土壤和海洋等险些所有微生物组的研究，并希望美国能将其与“精准医疗”和“脑科学”两大科学妄想予以同样重视。

    然而，在上述三位科学家看来，这仍只是一个美国项目，地球生物群落并没有国界线，展现它的神秘需要全天下的起劲。微生物组研究的乐成需要全球生物学家、化学家、地质学家、数学家、物理学家、盘算机专家以及临床专家的相助。

    去年10月29日，他们就在《自然》杂志上发文，建议在UMI的基础上启动IMI，召集所有相关学科的专家一起事情，使差别国家和研究领域能够共享标准，从而实现资源的整合。

    现实上，自2005年巴黎“人类微生物组圆桌聚会”之后，国际科学界就开展了至少8项人体微生物组研究妄想，这些妄想天生了大宗数据，但却难以较量和整合。好比用差别的软件包剖析统一个生物样品的测序数据，对该样品含有的微生物物种数目的预计可能差2~3个数目级。

    差别学科之间的“碎片化”以及研究之间缺乏协调相助，已经成为微生物组研究的两大绊脚石。

    “当科学研究面临一个重大问题的时间，就相当于瞽者摸象。有许多人在摸，但摸的却是差别的象，并且摸差别部位的人不可有用地相互交流。由于每小我私家看到的都是局部，每个学科都有自己的专业术语，当各人在一起讨论时就如鸡同鸭讲。”赵立平玩笑地说，“只有让所有的瞽者都去摸统一头象，并且相互交流，才华展现出完整的真相。”

    在赵立平看来，有许多问题一定要把差别地区、差别情形的数据综合到一起，才华够展现出纪律。以全球变暖为例，微生物的生运气动释放的温室气体的量不亚于人类生产和生涯的释放量，也就是说，控制工业碳排放并不可解决基础问题，而只有把全球的数据整合在一起才华够真正展现问题和纪律。

    整合需解决两大使命

    “数据是一种最名贵的资源，要让这些资源施展它的效益，就必需解决能不可整合和愿意不肯意整合的问题。”赵立平告诉记者，IMI的第一个使命就是解决数据整合的手艺问题，要为整个微生物组研究找到各个领域、各个学科通用、有用的要领。

    这听上去很难，但现实上现在的手艺水平已足以具备支持这一重大妄想的基础，完成首个使命所需要具备的手艺就是DNA测序、代谢组学、大数据。

    赵立平体现，通过测序可以判断出一种微生物的详细功效和遗传潜力，现在，新一代高通量测序手艺已生长得较为成熟，现在的使命就是要继续增添通量、降低本钱，刷新测序要领使其缩短时间，越发利便。

    而要想搞清晰一种微生物在特定情形下事实醒目什么，就需要代谢组学施展作用。“基于核磁共振的代谢组学手艺可以把一个样品里浓度凌驾一定量的化合物检测到一组特定的信号，这个信号经由统计剖析处置惩罚后，就可以转变为化合物结构和浓度的信息。”赵立平体现，现在能对成千上万的样本用同样的标准举行剖析的核磁共振代谢组学手艺也已基本过关。

    之后便需要大数据手艺出马。现在，从整个数据的存储、质量控制到挖掘、模式识别等都涌现出大宗的要领，“现有的要领在一定水平上可以让我们找出一些纪律性的工具了。”赵立平说。

    不但云云，IMI还将为微生物组研究找到新的跨学科的研究要领。例如，能够区分亚细胞结构和展现微生物细胞功效的共聚焦、低温X线断层摄影术等成像手艺，监测微生物代谢物的爆发和交流的要领。

    中国科学院微生物研究所研究员金城对《中国科学报》记者体现，IMI的实验已经不保存手艺障碍，现在最需要找到怎样将各个系统、各个领域研究整合起来的新思绪。江南大学生物工程学院教授高晓东则体现，若是真的要整合，知识产权将会是最大障碍。

    而这就牵涉到IMI需要解决的第二个使命：愿不肯意整合，即利益分派的问题。赵立平体现，产权�；ひ恢倍灾种滞牒拖钅康氖莨蚕砦侍獗⒗�，IMI可以对剖析研究数据、揭晓论文和申请专利很是主要的元数据加以整理，并控制对这些元数据的会见权，以此解决数据共享和知识产权�；ぞ婪�。

    赵立平称，IMI还在探讨更多的方法，好比大数据剖析单位和提供数据的单位或者小我私家签署协议，要求未来若是通过整合数据获得专利并爆发收益，提供数据者也将获得一定回报。

    三位科学家强调指出，现在必需尽快启动IMI，让相关领域的研究群体都愿意重新最先并遵守新的规则，这样才华阻止在差别国家开展各自的微生物组研究妄想以后，为了协调相助和数据共享，再去做种种纠正和调解。

    最终受益于民

    现现在，亿万吨人工制造的有毒化学物质进入情形，已经压倒了地球微生物降解和循环使用这些物质的能力；抗生素的滥用增进了慢性疾病，包括肥胖、糖尿病和癌症的天下性大盛行……

    在三位科学家看来，微生物组研究不但能给医学、能源、情形、食物、农业等领域带来革命性的、应用性的手艺转变，还能够增进工业升级换代。通过开展IMI，人类可获得的效果将会数不胜数。

    赵立平团队就曾首次发明遗传性肥胖的发病机理——即即是遗传性的儿童肥胖症，治疗靶点也并非在人自身的基因，而在肠道菌群。这一发明让人们重新熟悉到：基因缺陷造成的疾病可以通事后天肠道菌群的改善来治疗。

    “许多微生物着实是最早启动了我们现在常见的许多慢性病的历程，以是，找到它就找到了控制该病的一个靶点。”赵立平说，“这样就可以通过药物、营养和菌群移植手术等种种要领将这个细菌量降到最低，从而将引起疾病的危害降到最低。”

    “IMI对解决各个领域的�；淖饔迷跹衷诶此祷购苣颜雇�，但这也正如肠道微生物，一最先并不知道它会起多着述用，但真正做完才发明其作用重大，甚至可以影响人的心理康健等。”在金城看来，现在仍有许多非�；〉目蒲侍庑枰蚩蒲Ы缛ネ饩�。