人體細胞先老，還是腸道微生物群先老？
來源：羊城晚報 發(fā)布時間：2023-05-26 14:30:56
在自然界當中處處都有微生物的身影，什么是功能微生物？近日，由廣州市科技局主辦，廣東科學中心、羊城晚報社聯(lián)合承辦的珠江科學大講堂第109講，邀請了中國工程院院士、微生物安全與健康專家吳清平為大講堂粉絲們作《解密功能微生物與人類健康之間的關系》的科普講座。
腸道微生物群落決定你喜歡吃什么
吳清平院士長期從事微生物安全與健康領域的研究工作，針對我國食品行業(yè)出現(xiàn)嚴重的微生物安全風險，從基礎研究著手，發(fā)明了先進的共性監(jiān)控技術，并建立起相關的理論體系，研制了重點產(chǎn)業(yè)食品安全控制技術和與國際接軌的先進標準，解決了食品安全中的重要科學問題和關鍵技術難題，顯著推動我國食品安全科學理論不斷提升和產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
吳清平介紹說，人體內(nèi)的微生物數(shù)量巨大，一個人喜歡吃什么食物，也與其腸道微生物群落密切相關。人體腸道中大約有2000種細菌，以及更多種類的病毒。不過，這些病毒中的很多是有益的，其中有一種名叫噬菌體，在腸道中起到控制微生物平衡的作用。微生物占到地球生物量的60%，遠遠超過其他生物的數(shù)量。但是，人類目前只認識其中的不到10%，能夠加以利用的微生物更是低至不到1%。
人的衰老，是人體細胞先老還是腸道微生物群先老？吳清平提出了這樣一個有趣的問題。
吳清平說，他們曾經(jīng)做過試驗，將老年老鼠的糞便移植到年輕老鼠體內(nèi)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)年輕老鼠變老了。而年輕老鼠糞便如果移植到老年老鼠體內(nèi)，老年老鼠卻變年輕了。由此可以看到，腸道微生物的功能有多強大。
微生物在健康領域發(fā)揮很大作用
吳清平說，微生物在傳統(tǒng)工業(yè)和生命健康領域發(fā)揮著很大的作用。地球上只有不超過10種物質(zhì)不能為微生物所分解利用。而當下蓬勃發(fā)展的合成生物，就是利用了微生物來進行合成物質(zhì)。一個占地200畝的食用菌工廠一年能夠生產(chǎn)3萬噸至5萬噸的食用菌菇，產(chǎn)能巨大。所以，微生物在綠色制造方面也有用武之地。
“如果一個小朋友喜歡喝含糖量高的飲料，很可能就會長成一個胖子。”吳清平說，如果利用可以分解糖分的微生物，那么就可以解決這一問題。
在萬米深的海溝及高溫的溫泉里，都能發(fā)現(xiàn)微生物的存在。這就充分說明了微生物有著強大的生命力。因此，人類科學家就在不斷嘗試將微生物中的這些堪稱強悍的基因轉(zhuǎn)移到其他動植物身上，讓它們也能耐高壓和高溫。
吳清平表示，微生物學科很年輕，隨著基因組學技術的發(fā)展，人們對于微生物的了解開始朝著基因序列的方向深入。通過基因測序技術，能夠進一步了解微生物的宏基因組、宏轉(zhuǎn)錄組、宏蛋白組和宏代謝組，并且形成大數(shù)據(jù)。所以生命科學與計算機、數(shù)學、人工智能都開始交融在了一起。
構(gòu)建起食品微生物安全科學大數(shù)據(jù)庫
因此，吳清平和他的團隊在過去的很長時間里，一直致力于構(gòu)建中國食品微生物安全科學大數(shù)據(jù)庫，通過這一科學大數(shù)據(jù)庫去解決食品衛(wèi)生安全的問題，進行整個國家食品安全的風險識別。
據(jù)介紹，團隊經(jīng)過全國范圍內(nèi)的采樣以及綜合分析，構(gòu)建起了6個數(shù)據(jù)庫：風險識別數(shù)據(jù)庫、菌種資源數(shù)據(jù)庫、分布數(shù)據(jù)庫、全基因組數(shù)據(jù)庫、條碼指紋數(shù)據(jù)庫、溯源追蹤數(shù)據(jù)庫。
吳清平介紹說，通過這一科學大數(shù)據(jù)庫，可以呈現(xiàn)中國食品微生物安全整體風險水平，以及發(fā)現(xiàn)主要污染的致病微生物是什么。
“原來是以菌種為識別單位，這次深入到了基因型的水平上去進行識別。”吳清平說。
據(jù)介紹，在大科學數(shù)據(jù)庫的基礎上，可以更進一步去研究食品危害是如何形成的，搞清楚其機理機制。對此，吳清平透露，單庫的風險識別數(shù)據(jù)庫是全球最大的，菌種量是最多的，單庫的測序量也是最大的，已經(jīng)測序了2萬多株實驗性致病微生物，并因此挖掘出了接近200個的新的檢測靶標，順利實現(xiàn)了對實驗性致病菌檢測全覆蓋。
數(shù)據(jù)庫構(gòu)建后，可以針對不同的食品行業(yè)進行加工安全控制，并且已經(jīng)與重點食品行業(yè)龍頭企業(yè)開展了合作，覆蓋了我國主要的食品產(chǎn)業(yè)鏈，使微生物污染率下降了90%以上，為食品安全保障提供了強有力的支持。
吳清平說，通過數(shù)據(jù)監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)，食品中大腸桿菌的污染率是最高的。熟食買回家后不能放太久，否則被污染的風險比較高。
做這些工作的用處是什么？吳清平說，一是要建立起食品快檢的方法，二是要建立起相關的標準，從而為國家食品安全標準打基礎。
以包裝飲用水為例，在以前，人們并不知道飲用水中有哪些病原菌，也不知道如何進行檢測。2007年，吳清平團隊參與制定了包裝飲用水的標準，精準測定了相關的細菌，從而保證了飲用水的安全性。
此外，運用最新技術，將微生物實體進行數(shù)字化，就能夠在計算機中看到微生物的結(jié)構(gòu)，從而可以進一步進行分析。
“我們曾經(jīng)分離出一種致病菌，進行測序后就能知道它的致病能力如何，以及它的耐藥基因是如何進行調(diào)控的。” 吳清平說，目前數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)有幾萬條經(jīng)過測序的基因組，對于更深入了解微生物的本質(zhì)，乃至生命的本質(zhì)，都有著非常重要的作用。
隨著人類活動的頻繁，很多物種的多樣性也在減少，其中包括了微生物。對此，吳清平說，一方面要去開發(fā)利用，另一方面也要加以保護。目前，吳清平團隊已經(jīng)建立了擁有16000多株菌種的全球食用菌菌種資源庫，通過全球定位技術，可以精準找到菌種的原產(chǎn)地，并且通過氣象數(shù)據(jù)進行關聯(lián)，進一步開展人工栽培和馴化，最終形成工廠化生產(chǎn)。（記者 李鋼）
責任編輯：邢敏
