2019年2月11日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Nature上的研究報(bào)告中，來(lái)自歐洲生物信息研究所和桑格研究所的科學(xué)家們通過(guò)研究在人類腸道中鑒別出了近2000種細(xì)菌，目前這些細(xì)菌并未在實(shí)驗(yàn)室條件下培養(yǎng)出來(lái)，研究者利用一系列計(jì)算方法對(duì)來(lái)自全球的個(gè)體樣本進(jìn)行分析，盡管目前研究人員有望創(chuàng)建一份北美和歐洲人群腸道中常見(jiàn)微生物的全面清單，但仍然缺乏來(lái)自世界其它地區(qū)的數(shù)據(jù)信息。

類腸道是許多微生物的定居場(chǎng)所，其被統(tǒng)稱為腸道菌群，盡管科學(xué)家們對(duì)腸道菌群進(jìn)行了大量研究，但目前他們還在繼續(xù)深入尋找在人類健康中扮演關(guān)鍵角色的特殊微生物群落。到目前為止，研究人員仍然不清楚腸道菌群中的某些細(xì)菌，原因有很多，比如這些細(xì)菌的含量非常低，或者其在腸道外環(huán)境中無(wú)法生存，通過(guò)利用新型的計(jì)算方法，研究人員就能重建這些細(xì)菌的基因組信息。

研究者Rob Finn說(shuō)道，計(jì)算方法能幫助我們理解無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)的細(xì)菌，利用宏基因組學(xué)技術(shù)重建細(xì)菌基因組有點(diǎn)像將所有拼圖混合在一起重建數(shù)百?gòu)埰磮D，而研究者并不清楚最終的拼圖圖像會(huì)是什么樣子，如今研究者能利用一系列計(jì)算工具來(lái)補(bǔ)充并完成這項(xiàng)工作，從而深入探索人類腸道的奧秘。目前研究者在對(duì)歐洲和北美人口的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)了許多相同的細(xì)菌種類，而在對(duì)南美和非洲數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析時(shí)他們發(fā)現(xiàn)以前的種群中或許并不存在明顯的多樣性，這就表明，如果想要獲得人類腸道組成的完整圖片信息就需要從代表性不足的人群中收集相關(guān)的數(shù)據(jù)。

計(jì)算方法能幫助研究者深入分析人類腸道中的多種細(xì)菌進(jìn)化的機(jī)制以及其在微生物群落中扮演的關(guān)鍵角色，這項(xiàng)研究中，研究人員利用了最全面的胃腸道細(xì)菌公共數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行研究鑒別出了此前并未發(fā)現(xiàn)的特殊細(xì)菌種類，他們所利用的分析方法能被高度復(fù)制，而且可以應(yīng)用于更大規(guī)模、多樣化的數(shù)據(jù)庫(kù)中供更多科學(xué)家們后期使用。

人體腸道微生物群的組成與健康和疾病有關(guān)，但需要了解個(gè)體微生物物種以破譯其生物學(xué)作用。盡管進(jìn)行了廣泛的培養(yǎng)和測(cè)序工作，人類腸道微生物群的完整細(xì)菌庫(kù)仍未定義。在這里，我們通過(guò)重建來(lái)自11,850個(gè)人類腸道微生物組的92,143個(gè)宏基因組裝配的基因組來(lái)鑒定1,952個(gè)未培養(yǎng)的候選細(xì)菌物種。這些未培養(yǎng)的基因組大大擴(kuò)展了集體人類腸道微生物群的已知物種庫(kù)，系統(tǒng)發(fā)育多樣性增加了281％。盡管與參考分離基因組相比，新鑒定的物種在研究良好的群體中較不普遍，但它們將未經(jīng)研究的非洲和南美樣本的分類提高了200％以上。這些候選物種編碼數(shù)百個(gè)新鑒定的生物合成基因簇，并具有獨(dú)特的功能，可以解釋其難以捉摸的性質(zhì)。我們的工作擴(kuò)展了已知的未培養(yǎng)腸道細(xì)菌的多樣性，為腸道微生物群的分類學(xué)和功能表征提供了前所未有的解決方案。

最后研究者Trevor Lawley總結(jié)道，如今我們有望設(shè)計(jì)出人類腸道藍(lán)圖，未來(lái)其將能幫助科學(xué)家們更好地研究多種人類疾病的發(fā)病機(jī)制，并開(kāi)發(fā)出新型胃腸道疾病的診斷技術(shù)和治療手段。

原始出處：

A new genomic blueprint of the human gut microbiota

 Nature (2019) doi:10.1038/s41586-019-0965-1