西亚试剂：全球化的解决办法

三位科学家认为国际微生物组研究计划 (IMI)可以能够更好地解决这些问题。任何一项微生物组的研究需要大量的合作，需要具备微生物或高等生物专业知识的基础和应用生物学家，需要能开发从海量测序数据中提取有用信息的方法的信息学家和数学家，以及化学家、物理学家和工程师。微生物产生化合物，并与生物和非生物环境之间交换这些化合物，而理化科学家可以开发检测和调控这些物质的新方法。

IMI可以召集所有这些学科的专家一起工作，使微生物组的研究从目前的编目阶段再前进一步。很难仅从一个国家招募这样广范围的具有不同专业智能、学识和技术的专家。

IMI的参与人员可采用比较的方法来揭示地区和全球范围内微生物组结构和功能的关系。对美洲原住民和以狩猎采集为生的非洲人的研究展示了比较学方法的潜力。与居住在工业化社会的人相比，美洲原住民和以狩猎采集为生的非洲人的肠道微生物的多样性更高，而肠道菌群的高多样性与更高的健康水平可能有关系。

与单独一个国家所能产生的知识相比，IMI通过将全球各地科学家的数据汇总在一起，能够产生更多的知识。由于测序仪器价格持续走低，大量的单个实验室产生的数据量将很快超过传统大型测序中心(例如加利福尼亚沃尔纳特克里克的联合基因组研究所JGI)以前的测序量。但是，对于任何一家实验室，测序样本数还是有限的，而且研究者的生物信息学分析能力也有限。

IMI可以推进来自不同研究所和国家的数据的整合，这对没有足够基金来支持全球性研究项目的国家尤其重要。例如，云端计算平台可以允许研究者测序数据一出来就进行上传和分析。此外，IMI还可以控制和管理对元数据的调取和利用(以一个人体肠道微生物样品为例，元数据即指与宿主疾病表型相关的数据)，如果没有元数据，测序数据的解读是不可能的。这也可能是一种保护研究人员、资助机构和有关国家的知识产权的方式。

最重要的是，当科学家需要解决影响全球生态圈的问题时，IMI就是必不可少的了。虽然世界各地的微生物组参与的影响生物圈的事件并不相同，但是这些事件造成的影响却可以被全世界感受到。微生物组产生的温室气体，比如过度施肥的中国农田中反硝化细菌产生的氮氧化物、澳大利亚和新西兰成百万头瘤胃动物消化道中的古菌释放的甲烷，可能很大程度上促进了全球变暖。亿万吨人工制造的有毒化学物质进入环境，已经压倒了地球微生物降解和循环利用这些物质的能力。抗生素的滥用促进了慢性疾病，包括肥胖、糖尿病和癌症的世界性大流行。解决这些问题的办法还是要来自于各地自己的努力，但是，IMI对于保证国际科学界产生的数据具有可比性是必不可少的。

对于IMI应该如何设计、运行，三位科学家并没有全部的答案。因此，他们认为，建立一个国际微生物组研究计划的第一步应该是把全世界优秀的、能够引领微生物组研究方向的科学家聚集起来，讨论IMI的目标。不过，他们还是提出了IMI需要具备的一些要素(见“国际微生物组研究计划的四个职责”)。

只要相关领域的研究群体都愿意重新开始并遵守新的规则，三位科学家相信一项国际微生物组研究计划比其它方法更能有效地促进研究的标准化和协调性。这个计划具有前瞻性，因为研究世界上所有微生物所需要的方法和工具才刚刚出现。而且，如果能够借鉴研究海洋生物的项目“Census of Marine Life”那样，成立由来自生命科学各个领域的研究人员组成的工作组，IMI的研究范围比已有的任何一项研究项目都要广阔。

IMI可以对解析研究数据、发表论文和申请专利非常重要的元数据(metadata)加以整理，并控制对这些元数据的访问权，以此解决数据共享和知识产权保护纠纷。产权保护一直对以前的各种计划和项目的数据共享问题产生困扰。

必须尽快启动国际微生物组计划，这样才能避免在不同国家开展各自的微生物组研究计划以后，为了协调合作和数据共享，再去做各种纠正和补救。三位科学家希望已经在国际研究的开展中起关键作用的私人基金会能够支持IMI的建立，如资助海洋微生物项目(Marine Microbiology Initiative)的Gordon and Betty Moore基金会、资助Census of Marine Life项目的Alfred P. Sloan基金会、资助Brain Initiative的Kavli基金会、以及资助Global Health Program的Bill Melinda Gates基金会。

三位科学家也鼓励各国的资助机构把他们的研究计划向国际合作开放、并采纳IMI制定的标准。最后，他们呼吁所有的科学家通过共享数据来帮助IMI成为可能。

通过开展国际微生物组研究计划，人类可获得的成果将会不可胜数。而缺乏协调的、不同国家各自为政的微生物组研究计划必定会浪费研究者的精力和纳税人的金钱。让我们超越国界线的藩篱，获得能够使整个人类社会受益的普适的科学认识吧。

附：国际微生物组研究计划(IMI)的四个职责

指导原则。建立一个工作组，负责监督微生物组研究指导原则的制定和实施，充分利用并改进其他项目(比如Earth Microbiome Project)已经建立的原则。这个工作组制定方法学、数据分析、数据共享、知识产权的标准，并与资助机构和出版商一起确保研究人员遵守这些原则。

首要任务。以保证地区和全球范围内的数据的比较分析为目标，确定一个共同的研究日程。比如，在人类微生物组研究中，增加采样人群的数量和多样性可以成为一个首要任务。

研究工具。为微生物组研究找到新的跨学科的研究方法。例如，能够分辨亚细胞结构和揭示微生物细胞功能的共聚焦、低温X线断层摄影术等成像技术，监测微生物代谢物的产生和交换的方法。

论坛。建立交流平台，使同一国家和不同国家的研究可以进行讨论和交流，开展培训新一代微生物组科学家的项目，开展教育吸引普通大众的推广项目。一个很好的例子是“Ocean Sampling Day’s citizen’s campaign”活动，招募能够帮助采集环境数据的公民。

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