小小微生物缘何成美国大计划

本篇文章1820字，读完约5分钟

白宫最近宣布启动“国家微生物项目”，这是继脑科学项目、精密医学和抗癌“登月”之后，奥巴马政府启动的又一项重大国家科学研究项目。为什么小微生物能成为美国的国家大规模科学研究项目？美国政府将如何实施这一计划？最终目标是什么？

启动资金超过5亿美元

微生物存在于人体、植物、土壤、海洋和其他环境中，这些微生物群落的集合称为微生物群。

美国国家科学院院士、夏威夷大学太平洋生命科学中心主任玛格丽特·麦克福尔-恩盖(Margaret mcfaul-Ngai)说，人类在这个时代面临的挑战，包括养活大量人口、生产可持续能源、保护环境或减缓对环境和人类健康的破坏，都与生物学有关，解决办法可以在微生物世界中找到。

在过去的10年里，人们逐渐认识到人类健康问题如肥胖、糖尿病和哮喘，环境问题如海洋“死区”，农业生产和气候变化或多或少与微生物有关。肠道微生物群甚至被称为人体的“第二基因组”。

鉴于微生物对人类和环境健康的重要性，奥巴马政府决定启动“国家微生物计划”，尽管其任期即将结束。当然，这与白宫科技政策办公室副主任乔·汉德尔斯曼直接相关。汉德尔斯曼原本是一名微生物学家，她计划今年7月回到耶鲁大学的实验室继续她的研究。

根据白宫宣布的计划，美国政府将在未来两年内为国家微生物项目投入1.21亿美元的联邦专项资金。除了联邦机构之外，数十所大学和研究机构将加入国家微生物学计划，该计划将在未来几年投资总计4亿美元。

总的来说，“国家微生物计划”有三个主要目标:第一，支持跨学科研究，以回答多样化生态系统中微生物群的基本问题，如什么是健康的微生物群；第二，开发用于检测和分析微生物群的工具，例如用于实时检测空空气、土壤、水或人类微生物的手持式传感器；第三，培养更多的微生物组相关人员。

“未来是微生物的时代”

虽然“国家微生物学计划”不是奥巴马自己宣布的，比如大脑计划、精确医学和抗癌“登月”计划，但韩德尔斯曼在最近的白宫微生物学会议上指出，奥巴马政府的一些优先领域，如精确医学、可再生能源、农业和气候变化，与微生物学“密切相关”。

事实上，由于低成本和高通量基因测序技术的发展、计算和成像技术的改进以及用于数据分析的生物信息学工具的创新，微生物学正迅速发展成为一门促进经济增长的新学科。

“在过去的几年里，我们看到美国在这一领域涌现出新的公司，有些公司做得非常非常成功。”汉德尔斯曼对与会者说，“我们相信未来是微生物的时代。国家的发展将依靠微生物学和相关科学的伟大技术和创新。”

美国政府一直在投资微生物。早在2007年，美国国家卫生研究院就启动了为期10年的“人类微生物学项目”，总投资达2.15亿美元，为微生物学研究的快速发展奠定了基础。

近年来，美国政府进一步加强了在微生物领域的支持。根据美国2015年发布的官方报告，2014财年联邦政府在该领域的投资是2012财年的三倍，过去三年联邦政府投资总额超过9.22亿美元。

“国家微生物学项目”的启动在韩德尔斯曼看来标志着一个新的里程碑。她在白宫官方网站的一个博客中介绍说:“如果有一件事我们可以肯定，那就是微生物很小，但它们有很大的影响力。”

专家呼吁国际合作

自2005年以来，国际科学界已经开展了至少8个人类微生物项目，包括美国人类微生物项目、加拿大微生物研究项目和日本人类宏基因组项目。近年来，中国科学家还积极参与或牵头实施了中法肠道宏基因组研究、10万个食源性病原微生物基因组项目和1万个微生物基因组项目。

然而，上海交通大学的赵立平教授指出，目前的微生物学研究就像是“盲人摸象”，由于各国的研究方法和标准不统一，很难对数据进行比较和整合，这种“碎片化”的情况造成了资源的极大浪费。

为此，去年10月，赵丽萍与德国微生物学家麦克福尔·恩盖(mcfaul Ngai)在英国《自然》杂志上发表了一篇论文，呼吁尽快启动国际微生物学项目。对此，近20名美国科学家在美国《科学》杂志上提出了类似的建议，提议开展“联合微生物研究计划”。

赵丽萍说，他们现在计划在美国罗格斯大学建立一个实验室，组织上海交通大学、罗格斯大学和夏威夷大学的研究力量，组建一个糖尿病微生物学国际研究中心，并计划在五年内从私营部门筹集2亿美元，重点解决糖尿病问题。

麦克福尔·恩盖说，“国际微生物项目”呼吁国际科学界通过全球合作加深对微生物学的了解。“中国是世界大国之一，所以中国可能成为采取措施并发挥主导作用的国家之一。”