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美國白宮13日宣布啟動(dòng)“國家微生物組計劃”，這是奧巴馬政府繼腦計劃、精確醫學(xué)、抗癌“登月”之后推出的又一個(gè)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(shí)施這個(gè)計劃？最終的目標又是什么？
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。
美國國家科學(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，當今這個(gè)時(shí)代人類(lèi)面臨的挑戰，包括養活眾多的人口、生產(chǎn)可持續的能源、保護環(huán)境或減緩對環(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)，人們逐漸認識到，從肥胖、糖尿病、哮喘等人類(lèi)健康問(wèn)題到海洋“死區”等環(huán)境問(wèn)題，從農業(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?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，計劃在今年7月重新回到她在耶魯大學(xué)的實(shí)驗室繼續搞研究。
根據白宮公布的計劃，美國政府將在未來(lái)兩年投入1.21億美元“國家微生物組計劃”聯(lián)邦專(zhuān)項資金作為啟動(dòng)資金。除了聯(lián)邦機構外，還有數十所大學(xué)和研究機構將加入“國家微生物組計劃”，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，“國家微生物組計劃”有三大目標：首先，支持跨學(xué)科研究，以回答多樣化生態(tài)系統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、分析微生物組的工具，如實(shí)時(shí)檢測空氣、土壤、水或人體微生物的手持傳感器；第三，培訓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“國家微生物組計劃”不像腦計劃、精確醫學(xué)、抗癌“登月”計劃那樣由奧巴馬本人對外宣布，但漢德?tīng)査孤?3日的白宮微生物組會(huì )議上指出，奧巴馬政府的一些優(yōu)先領(lǐng)域，比如精確醫學(xué)、可再生能源、農業(yè)與氣候變化等，都與微生物組有“強烈關(guān)聯(lián)”。
事實(shí)上，得益于低成本高通(51.32, -0.19, -0.37%)量基因測序技術(shù)的發(fā)展、計算和成像技術(shù)的改進(jìn)，以及用于數據分析的生物信息學(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)濟增長(cháng)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，一些公司做得非常、非常成功，”漢德?tīng)査孤鼘εc會(huì )者說(shuō)，“我們認為未來(lái)是微生物的時(shí)代。國家的發(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�！�
美國政府一直在微生物組領(lǐng)域進(jìn)行投資。早在2007年，美國國家衛生研究院就啟動(dòng)了為期10年的“人類(lèi)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(fā)展奠定了基礎。
近幾年，美國政府對微生物組領(lǐng)域的支持力度進(jìn)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(lǐng)域的聯(lián)邦投資是2012財政年度的3倍，最近3年間的聯(lián)邦投資總額超過(guò)9.22億美元。
而“國家微生物組計劃”的啟動(dòng)，在漢德?tīng)査孤磥?lái)標志著(zhù)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�！�
專(zhuān)家呼吁開(kāi)展國際合作
自2005年以來(lái)，國際科學(xué)界開(kāi)展了至少8項人體微生物組計劃，包括美國人類(lèi)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(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劃、萬(wàn)種微生物基因組計劃等。
但是上海交通大學(xué)趙立平教授指出，當前的微生物學(xué)研究如同“盲人摸象”，由于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(lián)合麥克福爾-恩蓋及一名德國微生物學(xué)家于去年10月在英國《自然》雜志發(fā)文，共同呼吁盡快啟動(dòng)“國際微生物組計劃”。與此相呼應，近20名美國科學(xué)家同時(shí)在美國《科學(xué)》雜志上發(fā)出類(lèi)似提議，建議開(kāi)展“聯(lián)合微生物組研究計劃”。
趙立平告訴記者，他們現在計劃在美國羅格斯大學(xué)建立一個(gè)實(shí)驗室，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(guān)糖尿病。
麥克福爾-恩蓋則表示，“國際微生物組計劃”呼吁國際科學(xué)界通過(guò)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采取措施、承擔領(lǐng)導角色的國家之一”。
