近期,美國正式宣布啟動旨在推進微生物組研究及相關技術創新的“國家微生物組計劃”,目的是在所有生態系統、大自然及人造世界里提升最前沿的微生物科學研究與技術創新水平。
那么,究竟何為微生物組?微生物組對于人類的生存和發展有哪些至關重要的作用?我國在此領域又該如何跟上國際步伐?對此,中科院微生物所所長劉雙江接受了《中國科學報》記者的采訪。
他介紹說,微生物組是由包括細菌、古細菌、真菌、原生生物和病毒等微生物組成的生態系統。
“其實,從滾燙的熱泉到南極暗湖,微生物在地球上可謂無處不在,并時刻影響著我們的生活。”劉雙江告訴記者,人類基因組計劃完成后,許多科學家已充分意識到,解密人類基因組基因并不能完全掌控人類疾病與健康的關鍵問題,因為人類對與自身相伴共生的微生物菌群還了解甚少,對微生物的整體認知還不足其數量的百分之一。美國的“國家微生物組計劃”由此應運而生。
“我們都知道,青霉素的發現延長了人類壽命。利用好一種微生物,就能拯救成千上萬的個體生命,微生物的強大魅力值得我們去深入探索。”劉雙江強調,當前必須把微生物研究提高到國家戰略高度,強化微生物在解決人類健康、環境保護、能源等重大問題方面的作用。
他認為,只有這樣,在微生物研究和開發上擁有良好基礎的中國,才能開發屬于自己的微生物組資源和技術研發重大工程,讓微生物組產生的巨大潛在效益滲透到工業、農業等領域,并持續“發酵”,進而影響國計民生。
“微生物組時代的到來,意味著微生物作為地球上分布最為廣泛、生物多樣性最為豐富的生命形式,其產業和臨床應用前景將十分光明。因此,我們應該規劃好自己的微生物組研發路線圖。”劉雙江為此呼吁,應充分利用微生物之間互相協作的優勢及其在生態系統中穩定的作用。“如今,無論是釀酒行業,還是作為新興產業的生物農藥和生物肥料行業,都在蓬勃發展。如果我們深入解剖土壤和農作物微生物組,就能有效促進傳統發酵行業和新興生物產業的健康發展。”
針對未來我國的微生物組研究路線圖設計,劉雙江認為,未來將是微生物組的時代,我國的微生物組學以及研究技術必須走向世界及時代前沿。不過,他也強調,如今還有大量微生物在人體外難以進行人工培養,這些都限制了對微生物組的認識。“在當前的國際形勢和國家需求下,獨立自主地啟動微生物組研究計劃,將更好地服務于我國的技術創新和產業升級。”
為此,劉雙江建議,如果能從國家層面統籌制定相關計劃,將使學科得到整體性提升。此外,通過建立國家微生物組數據中心,利用大數據開展微生物組資源和技術開發,并在實施過程中回答實際的科學應用問題,積極開展人體微生物組、農作物微生物組、環境微生物組等方面的研究,可以全面發揮出我國在微生物資源研究以及測序技術等方面的優勢,從而循序漸進地開展好人體、農業環境、傳統發酵等方面的微生物組計劃。“在此基礎上,未來將會引發一輪新的微生物研究和開發熱潮,創造出新的經濟增長點。”
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