

电脑、粪便和多年的研究:这些组合正在帮助科学家以前所未有的方式了解我们肠道内的微生物群落。但是,一份来自欧洲和英国研究人员的新论文揭示,就我们肠道里的内容而言,我们还有很多东西要学。
这项研究分析了近 12,000 份粪便样本中的细菌遗传信息,发现了 1,952 种潜在的新物种。与目前已鉴定并在实验室中培养的 273 种肠道细菌物种相比,这说明我们对粪便还有很多不了解的地方。
“还有很多东西是缺失的,”研究作者、欧洲生物信息学研究所的博士后研究员 Alexandre Almeida 说。换句话说:“很多这些物种在我们实际查看粪便样本时,只能在 DNA 层面检测到,还没有在[实验室]中培养出来。”
这项来自英国惠康桑格研究所和欧洲生物信息学研究所的研究,依赖于一份近期发布的已培养肠道细菌菌株数据库。“我们的目标是确定他们的收藏有多全面,”Almeida 说。研究人员采用了公开可用的数据集,这些数据集提供了粪便样本中细菌 DNA 的信息,并将其与本月早些时候发表的论文中包含的细菌进行了比较。他们发现的细菌物种似乎是数据库中捕获的物种的 200% 以上。
虽然这听起来像是一项“臭”工作,但发现肠道细菌并不像把粪便放在显微镜载玻片上那么简单——而这些研究人员根本没有亲自处理样本。为了识别我们体内那些帮助消化食物(在某些情况下还会引起疾病)的无数微生物,科学界转向了计算机。研究人员对样本中的所有 DNA 进行测序,然后着手进行复杂的基因组组装工作,以识别其中包含的每种微生物的 DNA。(这被称为宏基因组学。)
至于他们发现了什么,“原始数据非常令人惊讶,”Almeida 说。他们原本预计在样本中发现更少未识别的细菌,但他对为什么发现了这么多有一个解释。他们鉴定的细菌丰度较低,这意味着在给定的微生物组中它们的数量较少,而且它们也更不常见,这意味着在他们的数据集中携带这些细菌的人较少。
“我们显著扩展了肠道中已知的基因组库,”Almeida 的合著者 Robert Finn 说。Finn 是欧洲生物信息学研究所的成员,也是本月早些时候发表的论文的合著者。
这里有两件事在起作用:首先,宏基因组测序技术一直在进步,这意味着它们可以检测到非常低的浓度(尽管 Almeida 和他的合著者 Robert Finn 警告说,他们仍然无法检测到*所有*东西);其次,他们使用的公开可用的粪便数据偏向于现有的样本,这些样本主要来自欧洲人和北美洲人。
Almeida 说,在他们研究的非欧洲和北美样本中,较稀有的细菌更为常见,数量也更多。这表明,扩展人类微生物组知识的一个良好开端是使样本库多样化。
Finn 说,一个更广泛的样本库,能够了解全球常见和不常见细菌的知识,也有助于识别具有医学重要性的细菌。目前,他们样本中的一些稀有细菌可能看起来很稀有,仅仅是因为数据库的偏差:有可能这些细菌与某些在样本未包含地区常见的疾病相关。