人體細胞先老，還是腸道微生物群先老？

  在自然界當中處處都有微生物的身影，什么是功能微生物？近日，由廣州市科技局主辦，廣東科學(xué)中心、羊城晚報社聯(lián)合承辦的珠江科學(xué)大講堂第109講，邀請了中國工程院院士、微生物安全與健康專(zhuān)家吳清平為大講堂粉絲們作《解密功能微生物與人類(lèi)健康之間的關(guān)系》的科普講座。

  吳清平院士長(cháng)期從事微生物安全與健康領(lǐng)域的研究工作，針對我國食品行業(yè)出現嚴重的微生物安全風(fēng)險，從基礎研究著(zhù)手，發(fā)明了先進(jìn)的共性監控技術(shù)，并建立起相關(guān)的理論體系，研制了重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)食品安全控制技術(shù)和與國際接軌的先進(jìn)標準，解決了食品安全中的重要科學(xué)問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)難題，顯著(zhù)推動(dòng)我國食品安全科學(xué)理論不斷提升和產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

  吳清平介紹說(shuō)，人體內的微生物數量巨大，一個(gè)人喜歡吃什么食物，也與其腸道微生物群落密切相關(guān)。人體腸道中大約有2000種細菌，以及更多種類(lèi)的病毒。不過(guò)，這些病毒中的很多是有益的，其中有一種名叫噬菌體，在腸道中起到控制微生物平衡的作用。微生物占到地球生物量的60%，遠遠超過(guò)其他生物的數量。但是，人類(lèi)目前只認識其中的不到10%，能夠加以利用的微生物更是低至不到1%。

  人的衰老，是人體細胞先老還是腸道微生物群先老？吳清平提出了這樣一個(gè)有趣的問(wèn)題。

  吳清平說(shuō)，他們曾經(jīng)做過(guò)試驗，將老年老鼠的糞便移植到年輕老鼠體內，結果發(fā)現年輕老鼠變老了。而年輕老鼠糞便如果移植到老年老鼠體內，老年老鼠卻變年輕了。由此可以看到，腸道微生物的功能有多強大。

  吳清平說(shuō)，微生物在傳統工業(yè)和生命健康領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)很大的作用。地球上只有不超過(guò)10種物質(zhì)不能為微生物所分解利用。而當下蓬勃發(fā)展的合成生物，就是利用了微生物來(lái)進(jìn)行合成物質(zhì)。一個(gè)占地200畝的食用菌工廠(chǎng)一年能夠生產(chǎn)3萬(wàn)噸至5萬(wàn)噸的食用菌菇，產(chǎn)能巨大。所以，微生物在綠色制造方面也有用武之地。

  “如果一個(gè)小朋友喜歡喝含糖量高的飲料，很可能就會(huì )長(cháng)成一個(gè)胖子�！眳乔迤秸f(shuō)，如果利用可以分解糖分的微生物，那么就可以解決這一問(wèn)題。

  在萬(wàn)米深的海溝及高溫的溫泉里，都能發(fā)現微生物的存在。這就充分說(shuō)明了微生物有著(zhù)強大的生命力。因此，人類(lèi)科學(xué)家就在不斷嘗試將微生物中的這些堪稱(chēng)強悍的基因轉移到其他動(dòng)植物身上，讓它們也能耐高壓和高溫。

  吳清平表示，微生物學(xué)科很年輕，隨著(zhù)基因組學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對于微生物的了解開(kāi)始朝著(zhù)基因序列的方向深入。通過(guò)基因測序技術(shù)，能夠進(jìn)一步了解微生物的宏基因組、宏轉錄組、宏蛋白組和宏代謝組，并且形成大數據。所以生命科學(xué)與計算機、數學(xué)、人工智能都開(kāi)始交融在了一起。

  因此，吳清平和他的團隊在過(guò)去的很長(cháng)時(shí)間里，一直致力于構建中國食品微生物安全科學(xué)大數據庫，通過(guò)這一科學(xué)大數據庫去解決食品衛生安全的問(wèn)題，進(jìn)行整個(gè)國家食品安全的風(fēng)險識別。

  據介紹，團隊經(jīng)過(guò)全國范圍內的采樣以及綜合分析，構建起了6個(gè)數據庫：風(fēng)險識別數據庫、菌種資源數據庫、分布數據庫、全基因組數據庫、條碼指紋數據庫、溯源追蹤數據庫。

  吳清平介紹說(shuō)，通過(guò)這一科學(xué)大數據庫，可以呈現中國食品微生物安全整體風(fēng)險水平，以及發(fā)現主要污染的致病微生物是什么。

  “原來(lái)是以菌種為識別單位，這次深入到了基因型的水平上去進(jìn)行識別�！眳乔迤秸f(shuō)。

  據介紹，在大科學(xué)數據庫的基礎上，可以更進(jìn)一步去研究食品危害是如何形成的，搞清楚其機理機制。對此，吳清平透露，單庫的風(fēng)險識別數據庫是全球最大的，菌種量是最多的，單庫的測序量也是最大的，已經(jīng)測序了2萬(wàn)多株實(shí)驗性致病微生物，并因此挖掘出了接近200個(gè)的新的檢測靶標，順利實(shí)現了對實(shí)驗性致病菌檢測全覆蓋。

  數據庫構建后，可以針對不同的食品行業(yè)進(jìn)行加工安全控制，并且已經(jīng)與重點(diǎn)食品行業(yè)龍頭企業(yè)開(kāi)展了合作，覆蓋了我國主要的食品產(chǎn)業(yè)鏈，使微生物污染率下降了90%以上，為食品安全保障提供了強有力的支持。

  吳清平說(shuō)，通過(guò)數據監測后發(fā)現，食品中大腸桿菌的污染率是最高的。熟食買(mǎi)回家后不能放太久，否則被污染的風(fēng)險比較高。

  做這些工作的用處是什么？吳清平說(shuō)，一是要建立起食品快檢的方法，二是要建立起相關(guān)的標準，從而為國家食品安全標準打基礎。

  以包裝飲用水為例，在以前，人們并不知道飲用水中有哪些病原菌，也不知道如何進(jìn)行檢測。2007年，吳清平團隊參與制定了包裝飲用水的標準，精準測定了相關(guān)的細菌，從而保證了飲用水的安全性。

  此外，運用最新技術(shù)，將微生物實(shí)體進(jìn)行數字化，就能夠在計算機中看到微生物的結構，從而可以進(jìn)一步進(jìn)行分析。

  “我們曾經(jīng)分離出一種致病菌，進(jìn)行測序后就能知道它的致病能力如何，以及它的耐藥基因是如何進(jìn)行調控的�！� 吳清平說(shuō)，目前數據庫中已經(jīng)有幾萬(wàn)條經(jīng)過(guò)測序的基因組，對于更深入了解微生物的本質(zhì)，乃至生命的本質(zhì)，都有著(zhù)非常重要的作用。