表皮葡萄球菌、人皮葡萄球菌、金黃色葡萄球菌、路鄧葡萄球菌、華納氏葡萄球菌、山羊葡萄球菌……這些紛雜的名字都是葡萄球菌的不同種類(lèi)，讓人不禁感嘆微生物的世界其實(shí)很大。
“微生物資源是自然界數量最龐大的生物資源。微生物資源種類(lèi)豐富，但是目前人類(lèi)所認識的微生物不到總數的10%，而被利用的不到1%。微生物既是寶藏，但是人類(lèi)挖掘寶藏也面臨挑戰?！?月2日上午，在2022創(chuàng )交會(huì )系列活動(dòng)——2022中國（廣東）生物技術(shù)國際合作大會(huì )暨粵港澳大灣區生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng )新沙龍上，中國工程院院士、廣東省科學(xué)院微生物所名譽(yù)所長(cháng)吳清平如此表示。
吳清平說(shuō)，微生物菌種基因的挖掘保藏最大困難是99%以上微生物難培養、未培養。微生物大數據將能極大幫助發(fā)現新菌種、新基因，創(chuàng )建新技術(shù)、新產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)。近十余年來(lái)，吳清平團隊一直努力構建中國人自己的微生物大數據庫。利用這個(gè)大數據庫，他們已經(jīng)篩選出具有高活性健康功能的微生物，這些微生物有望讓人類(lèi)更加長(cháng)壽，并保持健康。
微生物安全與健康科學(xué)大數據庫首頁(yè)
菌種風(fēng)險一查便知
在科學(xué)家眼中，微生物的開(kāi)發(fā)前景無(wú)限廣闊，這主要因為繁殖速度快，抗逆性強，代謝途徑多樣，易于改造，生產(chǎn)特性?xún)?yōu)越。吳清平認為，微生物學(xué)研究是中國最接近國際前沿的領(lǐng)域之一，有可能領(lǐng)跑世界，但大數據庫和菌種基因是微生物學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵。
在過(guò)去十余年的時(shí)間里，吳清平團隊一直在努力構建并完善微生物安全與健康科學(xué)大數據庫，目前大數據庫已經(jīng)成功實(shí)現了創(chuàng )新應用。
比如他們初步建立了中國食源性致病微生物風(fēng)險識別數據庫，探明了食源性致病微生物在食品中的分布，規律、風(fēng)險水平。按照數據庫的分析，食品當中大腸桿菌污染率最高為41.1%，其次為蠟樣芽胞桿菌和副溶血性弧菌等等。不同食品中食源性致病微生物分布規律也進(jìn)一步明晰起來(lái)，極大地助力國家完善食品安全標準的制定。
根據吳清平團隊長(cháng)期采樣分析，飲用水中最常見(jiàn)的三種致病菌便是銅綠假單胞菌、糞鏈球菌 、產(chǎn)氣莢膜梭菌。這樣細致有針對性的研究，可以更好指導細分領(lǐng)域的食品安全檢測。
目前該團隊目前保存近4萬(wàn)株食源性致病微生物?；谶@些微生物擁有不同的致病性和耐藥性。研究人員清晰地記錄下菌種信息，包括菌株來(lái)源、抗藥性、血清型、毒力基因等。在此基礎上，該團隊建成了中國食品微生物安全科學(xué)大數據平臺，其中也包括目前全球最大的食品微生物安全基因組數據庫，庫容達到2萬(wàn)條。
吳清平說(shuō)，以建立大數據的方式對微生物的耐藥相關(guān)表型進(jìn)行挖掘，將在藥敏試驗上發(fā)揮重大作用?！耙酝鏊幟粼囼?，需要先分離出致病性微生物，然后在做十幾種藥敏試驗，時(shí)間太長(cháng)。利用數據平臺，一個(gè)分子檢測便在兩小時(shí)能了解耐藥性如何?！?/p>
助力培育食藥用菌新品種
吳清平介紹說(shuō)，中國食藥用菌資源豐富，全世界能使用的食藥菌有兩千六百個(gè)品種，中國則有1800個(gè)品種。過(guò)去十余年，團隊走遍了全國六百多個(gè)自然保護區采集食藥用菌，也建立了中國野生食藥菌資源科學(xué)大數據庫。這個(gè)大數據庫包含馴化信息、采集信息、鑒定信息、保藏信息等各類(lèi)信息。
團隊在全國各地采集野生食藥用菌
在數據庫的助力下，研究人員完成野生采樣菌種人工馴化2085株，卵孢小奧德菇、黑木耳、松杉靈芝、白肉林芝、淡褐奧德蘑、芬娜金針菇都是他們人工馴化并獲得受理專(zhuān)利的新菌種。
如今在西藏，白肉靈芝干品價(jià)格遠超其他品種，帶動(dòng)了當地食藥用菌種植產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為藏民增加收入開(kāi)辟了新來(lái)源。
“工業(yè)化生產(chǎn)的金針菇是白色的，但芬娜金針菇是黃色的。工廠(chǎng)化生產(chǎn)的金針菇需要在十幾攝氏度的環(huán)境下，而芬娜金針菇的生長(cháng)環(huán)境可以提高到20度以上，節約了大量能耗?！眳乔迤秸f(shuō)，在擁有大量基因資源的前提下，科研人員才能雜交選育更優(yōu)良的品種。
吳清平認為，細胞和微生物是構成人體的兩個(gè)重要部分，人體微生物和所有疾病是相關(guān)的。所以他的團隊還在構建健康功能微生物資源數據庫，他們前往不同的地域，分別采集水、土壤、空氣樣品，人源性樣品，人源性樣品。采樣的重點(diǎn)地區甚至包括世界長(cháng)壽鄉的廣東蕉嶺。
發(fā)掘更多有用的微生物
吳清平說(shuō)，構建如此龐大的微生物大數據庫，最終是為了篩選出具有高活性健康功能的微生物，來(lái)進(jìn)一步促進(jìn)人類(lèi)的健康。目前他們已經(jīng)有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。
微生物資源數據庫模板
他們篩選的戊糖片球菌對降低促炎因子，提高抗炎因子具有很好的作用，可以緩解并改善由大腸桿菌引起的腸道病理?yè)p傷。他們還發(fā)現，植物乳桿菌84-3對降血糖、血脂具有顯著(zhù)作用，在動(dòng)物身上起到的效果能夠媲美阿卡多糖和二甲雙胍。
他們從百歲老人體內篩選出來(lái)的乳桿菌LP124，能夠調節氧化損傷小鼠的腸道菌群組成，具有抗衰老的作用。此外研究還發(fā)現，乳桿菌C60能提高提高活性氧的產(chǎn)生，具有抗皮膚老化作用。
吳清平表示，未來(lái)他們還要進(jìn)一步挖掘健康功能微生物與疾病防控的分子機制和關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)健康功能微生物維持腸道穩態(tài)與進(jìn)化新產(chǎn)品，并研發(fā)健康功能微生物疾病防控快速診斷技術(shù)。
“我們正在做腸道微生物年齡的研究。我認為，人首先是腸道生態(tài)系統變老，人才會(huì )變老，所以腸道微生物年齡維持下去很重?！眳乔迤秸f(shuō)，腸道幾千種微生物所構建的生態(tài)系統與人類(lèi)健康密切相關(guān)，腸道生態(tài)系統的重構有助于防控疾病。
吳清平說(shuō)，診斷腸道微生物的年齡是一個(gè)重要的技術(shù)方向，并且要能夠為個(gè)體提供改善腸道生態(tài)系統的個(gè)性化解決方案?！叭绻岩粋€(gè)人20多歲最好的腸道微生物菌群拿出來(lái)，做成個(gè)性化膠囊。那么他服用膠囊就能長(cháng)久完善腸道生態(tài)系統，并保持健康。這個(gè)業(yè)務(wù)未來(lái)并非不可想象?！彼f(shuō)。
文/廣州日報·新花城記者：龍錕
廣州日報·新花城編輯：李琳
