全球科学
绘图：Daria Kirpach
固然人体微生物组内的细菌不可胜数、品种繁多，但现代人体内许多微生物种群已经消逝。与原始部落的人比拟，西方人体内的微生物多样性少了一半。许多科学家已经起头构建人类的微生物库，为子孙后代保留微生物火种。
撰文丨 Jonathon Keats
翻译丨董依明
编纂丨杨心舟
在委内瑞拉的亚马逊热带雨林，本地土著亚诺玛米人以木薯、棕榈芯、野生香蕉为食。那些人也仍然在利用11000年前的办法猎捕青蛙、山公、貘（生活在东南亚和南美洲的哺乳动物）。亚诺玛米人不断传承着古老的文化，与现代化的外界隔分开来，那得以让生物学家研究工业食物与抗生素呈现之前，人类的消化系统是什么容貌。
丧失的微生物
2009年之前，亚诺玛米村庄还不被人所知，在研究者们偶尔发现那里之后，他们从30名村民身上收罗了粪便和皮肤样本。在培育和阐发亚诺玛米人的粪便微生物后，科学家发现了工业化后现代人类肠道就未曾呈现过的细菌品种。更令人惊讶的是，均匀来说，西方人体内的微生物多样性大约只要亚诺玛米人的一半。
亚诺玛米人。图片来源：WikiPEdia
考虑到肠道菌群重要的消化和代谢功用，研究人员意识到，那座“亚诺玛米微生物宝库”可能在根底科学上具有重要意义。现代医学中，科学家认为微生物在疾病中起到了重要的感化，包罗瘦削、糖尿病、炎症性肠病和痴呆症在内。那些疾病不只缩短了人的寿命，还会加重安康系统承担（全球每年光是投入治疗瘦削的费用就高达2万亿美圆）。然而，那些没有进入工业化社会的土著几乎没有此类懊恼。因而，研究人员想领会能否有哪种微生物在起感化，能不克不及操纵那些微生物处理现代化的顽疾？
“城市化历程是如斯之快，”美国罗格斯大学的微生物学家Maria Gloria Dominguez-Bello说，她在2015年《科学停顿》上提醒了“亚诺玛米微生物宝库”，“是我们的生活体例降低了微生物的多样性。”固然还没人完全领会亚诺玛米人中事实是哪些奥秘微生物在起感化，但她认为科学家应该先收罗、保留尽可能多的微生物，为将来的打破做筹办。“我们不克不及再等下去了，”她说，“不然，我们将失去人类曾拥有的高度多样性的微生物群……或许在过去，我们晓得若何操纵微生物群来改善安康。”
保留微生物的火种
就在Bello颁发亚诺玛米人微生物群两年多前，她差点丧失了全数的微生物保藏：她尝试室的冷冻箱里拆满了珍贵的标本，都是她破费大量时间从世界各地的人身上搜集来的。当飓风“桑迪”袭击美国东海岸时，她刚从波多黎各大学搬到纽约大学，其时整个尝试室被洪水淹了，并招致了停电。她及时地将那些微生物转移到长岛的另一个贮藏处，才勉强保住了她的微生物库。“我是幸运的，”她说，“但也是从那一事务中我意识到，庇护微生物很重要，因为它们十分懦弱。”
Bello在领会了世界末日种子库项目后，提出了一个问题：也许微生物在天然冷冻的前提下会更平安？世界末日种子库是一个保留动物多样性的贮存设备，由挪威政府于2004年成立，坐落在间隔北极大约700英里的挪威斯瓦尔巴特群岛上。种子库包罗了来自全球超越100万种差别动物的种子，它们被平安地存储在一座山里，那里处于永冻地盘带，能给种子供给天然的庇护，此外种子库还会配上机械冷却系统。若是某些动物因情况灾难某人类农业而灭绝，那些种子能够从头拿出来复原该动物种群。Bello察看到，种子库与微生物的保留有良多类似之处。“他们在动物灭绝前就保留了种子。”
2018年，Bello与加州大学圣地亚哥分校的Rob Knight等微生物研究人员配合创建了“微生物库信任基金”。去年十月，他们在一篇科学文章中颁布发表了他们的方案，“在人类进化的至少20万年里，微生物不断在我们祖先的身上繁衍生息，然而，如今我们却弄丢了一部门，那是我们亏欠后代的。”如今，许多来自委内瑞拉、挪威、中国香港、瑞士的科学家们都参与到了微生物库那个项目中。
研究人员们正热情地开展那个项目。Knight说:“我来改过西兰，那里有许多物种都已经灭绝了，我清晰地认识到庇护生物多样性的价值。一旦某一种群的最初一个样本灭亡，那就实的力所不及了。”因而，Knight和他的同事决心要保留好微生物。他们的目的是不只要从种子库的胜利中吸收经历，也要通过本身的专业常识挑选微生物。
绘图：Daria Kirpach
“微生物库需要成立在一个中立国度，有可靠和公平的规章轨制和优良的情况来维护其运转，”Knight说。他们起首要做的就是让每个国度对微生物库安心——其不会被任何国度或公司不公允天时用。别的，微生物要保留在零下85.5摄氏度的情况下，那只能通过液氮造冷到达。目前看来，挪威和瑞士都是更佳的地点。
而想要成立微生物库，资金也是一项挑战。末日种子库的修建破费了900万美圆，鉴于氮气造冷的复杂性更高，建造和运转微生物库的成本可能超越种子库的10倍。
当然，科学家在微生物库开放之前还有许多工做能够做。除了Knight和Bello，麻省理工学院的全球微生物群落庇护协会（GMC）也在指导一项大型项目，他们从世界各地的一些开展中国度搜集粪便样本并贮存肠道微生物。目前，他们已经拥有了超越11000种菌株，并发现了60个以前未知的种属。
“我们等待研究小组之间可以亲近合做，”Knight说，“微生物库项目将成为一个永久的微生物档案，而GMC同样也在停止不异的工做。”换句话说，GMC可以让我们愈加清晰微生物做了什么，而微生物库则能够在GMC需要的时候供给出微生物样本。
事实丧失了几微生物？
当Bello忙于微生物库的建立时，明尼苏达大学的计算生物学家Dan Knights正在搜集泰国苗族人和美国双子城苗族移民的肠道菌群。自从泰国苗族人从东南亚来到美国，他们就饱受瘦削的熬煎。固然那可能是食谱的改动招致的（吃白菜和汉堡当然是有着天地之别），但是Knights想要领会肠道微生物的改动能否也有责任。
Knights的研究功效颁发在了去年十一月的《细胞》上，成果很是出人意料。“当人们搬去一个新的国度，他们体内本来的微生物起头消逝，并且几乎是立即就获得了新国度的微生物，”他说。现实上，内在的微生物群要比外在的饮食改动还要敏捷，考虑到微生物群在代谢中有重要感化，那种改变或许也能解释为什么体重突然增加了。
图片来源：pixabay
目前，Bello还无法验证她研究中的微生物是不是实的那么懦弱，更不消说成立微生物库了。以至完全可能存在如许的情况：那些亚诺玛米人也不再像十年前一样，拥有那么多样的微生物。因为医务人员曾向他们供给过抗生素，显然，除开Bello十年前第一次碰到他们时冷冻的那一批微生物，亚诺玛米人体内的微生物城市遭到抗生素的影响。
公家如今也起头逐步流行存眷肠道安康，但Knights的研究也提醒了那里面的一些问题。好比，你能够花几百美圆让某些公司对你的微生物群停止测序，他们也能供给让你庇护特定类型微生物的饮食建议。那些或许能在外表上改善安康，但是对安康的促进是很有限的。因为，目前的微生物多样性的基准都来自于西方人的肠道普查，那意味着我们在承受安康建议时，已经排除掉了人体曾有的许多益生菌，我们以至都不晓得有哪些益生菌从西方人体内消逝了。
像Bello一样，Knights也认为成立微生物库是需要的，他将其视为全球后备的肠道系统，可用于人们“提取”所需的微生物。但是Knights也将其想像成一个全球微生物藏书楼。“捐赠的微生物是给将来子孙的礼品，”她说道，“那是传递基因的另一种体例，人类的基因会遗传给本身的孩子，但有一天，你的微生物组基因可能会在数百万人身上找到归宿。”
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