西亚试剂：微生物研究的革命

科学家们才刚刚开始认识到微生物世界的重要性。这要归功于低成本高通量测序技术的发展、对从单个微生物细胞到复杂微生物群落进行测序所需的样本制备技术的进步、计算和成像技术的改进、以及用于数据解析的生物信息学工具的革新。

这些技术大大增加了生物学家们对无法在实验室培养的微生物的特征和功能的认识，而地球微生物组的绝大部分细菌都无法被目前的培养技术培养。利用经典的微生物分类学方法，目前只鉴定出35个细菌和古菌的“门”，但是过去几年的测序研究使这一数量提高到接近1000。

新细菌的发现揭示了人类对地球生物圈及其进化的认识中存在巨大的知识空缺，并使人们开始质疑以前我们概念中的生命树(tree of life)是否正确。 2003年发现的具有几百甚至上千个基因的巨型病毒已经打破了我们对活生物体的定义。(由于对宿主基因极度依赖，病毒长期以来都被认为是介于有生命和无生命之间的物质。)

人们越来越清楚的认识到，微生物提供的生态系统服务(ecosystem services)对于区域和全球的可持续发展非常重要。存在于农作物、树木和其他植物内部和表面的微生物、以及这些植物生长的土壤里的微生物，为植物提供了氮、磷和其他许多重要的营养素。这些微生物还能降解污染物，抑制病原菌的活动。许多公司，比如孟山都(Monsanto)，认识到土壤和植物共生微生物提高农业生产率的能力仍具有巨大的开发空间，正在投入成百万的美金用于该领域的研究和开发。

海洋微生物通过光合作用产生我们呼吸需要的50%的氧气，并从大气中清除了大致相同比例的二氧化碳。另外，海洋微生物还清除了全世界海洋中90%的甲烷。在过去的十年中，研究性航海，比如Tara Oceans和Global Ocean Sampling Expedition已经采集、测序分析了大量的海洋微生物。这些工作让我们对海洋中的细菌、古菌、病毒和真核微生物这些地球上的初级生产者的重要作用有了更多认识：它们作为食物链的底层为其它生物提供营养素，促进再次矿化过程(有机分子转化成无机物)，在海底沉积碳素。

通过分析人体表面和内部的微生物的基因组、转录组、蛋白质组和代谢组(这些组学分别对基因、RNA、蛋白质和代谢物进行分析)，人类开始认识到微生物在维持人体健康中起到的关键作用。比如，组成复杂的肠道菌群能够帮助人体抵御疾病、为人体提供营养、甚至在出生之前就开始影响人体的发育。

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