微生物资源——生物技术创新的源泉

　　编者按：微生物在地球物质循环中具有不可替代的作用，它们通过光合、固氮和物质转化作用改变着大气的组成；通过氧化还原作用改变着水质和土壤生产力；通过分解代谢活动维持着生物圈中物种的结构和物质循环的平衡。日前，参加首届生物经济高层论坛的专家指出：如今建立一个可持续发展社会的首要任务是，寻求能够用于环境治理、缓解全球气候变迁、开发新能源、维护人口健康的有效方法，而微生物能够完成所有这些过程。

        病原生物直接危害着人类的生命和健康及国家的安全，如鼠疫、伤寒、霍乱以及20世纪下半叶开始威胁人类的爱滋病等。近2～3年内在国内发生的SARS、禽流感及猪链球菌病，都说明了微生物和人类的生存、生活具有不可分割的关联。　



微生物资源成为研究生命科学的来源

        微生物资源奠定了整个生物科学发展的基础，大肠杆菌和酵母菌等微生物作为模式生物赋予了人类揭示生命本质的启示和手段。从肺炎链球菌使人们首先认识了DNA是遗传物质，从RNA病毒的发现完善了中心法则；从大肠杆菌深入认识了DNA的复制、遗传变异和遗传调控的机理。微生物产生的各种酶的应用是现代分子遗传学发展和基因工程的基础；来源于嗜热细菌的TaqDNA聚合酶使PCR介导的DNA体外复制变得异常的简便和常规化，成为基因组研究和生物技术必要的工具。　



微生物资源是生物技术创新的基础

        一个可持续发展的社会应降低对化石能源的依赖程度，并减少因化石能源使用所造成的环境污染。此外，光合作用形成地球上大量累积的生物质，除了可食用部分外，相当部分的生物质由不能被动物直接利用的副产品组成。有机废物的大量生产引起了严重的环境问题，但同时它也是生物能源的重要资源。废水(物)的微生物处理和转化，可同时实现减少污染和能源再生两个目标。其中工业污水和城市废水的大规模处理厂已比比皆是。

        微生物资源对生物技术尤其具有价值，它们及所含基因代表了最大的且未开发的无价资源。近年来，在许多被认为是生命禁区的地域中发现了各种极端微生物，它们生活在100摄氏度的高温以及冰冻、强酸、强碱等使其他生物束手无策的极端环境中。这些微生物不仅代表着生命对于环境的极限适应能力，而且是生物遗传和功能多样性最为丰富的宝藏。极端微生物资源的利用将成为环境保护和修复、人类健康等生物技术创新中的新源泉，从而为国民经济和社会的可持续发展奠定坚实的基础。极端微生物已经成为发达国家竟相占有和发掘的重要战略资源。　



中国的微生物资源研究该向何方

        作为一个资源大国，中国政府和科学家从可持续发展的战略出发，面对人类所面临的人口健康、能源危机、环境问题的挑战，应考虑建立以解决国民经济重大问题为目的、为科研和生产共享的微生物物种资源库和生物信息系统，实现我国微生物资源最大限度的开发、保护及持续利用，并为开展多种生命策略的研究和有用基因的开发利用奠定基础，为解决日益增长的环境问题、能源危机及人口健康中发挥必要的作用。

                                                            （作者系中国科学院微生物研究所研究员）