多国多篇Nature首次公布微生物组细节

　　

生物通报道：2001年，当美国NIH与Celera公布了首个人类基因组草图的时候，很多人都认为这已获得了关于人体功能遗传学基础一个全新完整的认识。但是随着时间的推移，我们认识到这还只是故事的开头，因为我们的机体并不“完整”。

近期Nature杂志，与PLoS的几份期刊公布了第一份人类机体中广义微生物群体的基因组汇编数据，来自多国多个研究机构的超过200名科研人员报道了他们的五年研究成果。

NIH主任Francis S. Collins说，“就像是十五世纪的探险家们发现了新大陆，人类微生物组计划HMP的研究人员采用了一种新技术方法，首次全面精确的，公布了人类正常微生物构成”，“HMP利用基因组测序技术，直接分析健康志愿者体内微生物，创建了一个庞大的参考数据库。这将加速传染病研究的进程。”

人类微生物组计划

所谓微生物组是指在人体上发现的所有不同的微生物的总和，通过全面了解这些微生物，我们能更多的了解某些人类的疾病。

2007年底，美国国立卫生研究院（NIH）宣布将投入1亿1500万美元正式启动酝酿了两年之久的“人类微生物组计划”。 由美国主导的，有多个欧盟国家及日本和中国等十几个国家参加的人类微生物组计划将使用新一代DNA测序仪进行人类微生物组DNA的测序工作，是人类基因组计划完成之后的一项规模更大的DNA测序计划，目标是通过绘制人体不同器官中微生物元基因组图谱，解析微生物菌群结构变化对人类健康的影响。

之后Science杂志于2010年公布了首份人类微生物组计划研究报告，这个报告提及了研究人员对头178个与人类宿主有关的细菌基因组序列的最初的分析。这些结果给未来的分析工作提供了一个重要的基线，而且这项研究也提出了在自然环境中的微生物进行大规模基因组测序的标准化方法，研究人员目标之一是为至少900种人体寄居的细菌制作出参照基因组序列。

新研究数据

在最新公布的成果中，研究人员分析了242个健康美国志愿者基因组，包括129位男性和113位女性，这些样品来自男性的15个机体部位，以及女性的18个机体部位（包括阴道三个位置），研究人员从每个志愿者的口，鼻，皮肤（耳后皮肤两处，以及肘部），肠道（粪便）收集了三个样品，进行分析。

这样他们纯化了超过5000个样品的包括人体和微生物的DNA，并利用计算机对这万亿碱基对基因组数据进行分类，从中寻找微生物特有的遗传信号——细菌核糖体（16S rRNA）中的可变基因，细菌核糖体RNA是蛋白制造工厂的组成单位。

研究新技术

这项研究的另外一个重点在于其采用的新技术，哈佛大学公共卫生系院的研究人员发表了Nature Methods的文章，报道了一种新型的计算机方法，能用于筛选这些微生物群体，从中根据DNA测序得到的数据，找到了特殊的遗传标记。

因此研究人员能快速分辨出这些细菌标记在健康志愿者体内哪儿，以及如何出现的。这种高灵敏度微生物检测技术，能用于多个方面，比如分析超过100个条件致病菌，了解这些细菌在侵入机体，引发疾病之前，位于机体的哪个位置。

（生物通：张迪）

参考文献：

Huttenhower C, Gevers D et al., Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature doi:10.1038/nature11234

Methe ́ BA et al., A framework for human microbiome research. Nature doi:10.1038/nature11209

Ward D, Gevers D et al. Evaluation of 16S rDNA-based community profiling for human microbiome research PLoS ONE, 10.1371/journal.pone.0039315.

Sahar A et al. Metabolic reconstruction for metagenomic data and its application to the human microbiome. PLoS Computational Biology, 10.1371/journal.pcbi.1002358

Haas, BJ, Gevers D, Earl, A, et al. Chimeric 16S rRNA sequence formation and detection in Sanger and 454-pyrosequenced PCR amplicons Genome Research doi: 10.1101/gr.112730.110