Microbiome | 德国慕尼黑亥姆霍兹中心重新定义微生物组：旧概念和新挑战！（附视频）

在过去的二十年中，不仅在科学界，而且在广大公众中，尤其是作为新医学治疗的承诺领域，提高我们对微生物组学的知识已成为一个热门话题。现在甚至认为人类微生物组是我们的“最后器官”。关于人类微生物组的研究已从刚刚起步的领域发展到了蓬勃发展的医学研究领域，仅在过去的十年中，就花费了超过17亿美元。微生物组研究的有希望的结果也促进了整个“微生物组市场”以及对公司和初创公司的私人投资。除人类健康外，微生物组研究为更广泛的应用范围奠定了基础。环境微生物组工程学的进展将在未来取代农业园艺和水产养殖中的有毒化学物质，并刺激对环境资源的更可持续利用，并改善我们的食品加工。基于微生物组的农产品是农业增长最快的行业之一，复合年均增长率（CAGR）为15-18％，到2025年的预计产值将超过100亿美元（深度解读：如何操控植物微生物组改善农业？Nature Nanotechnology | 纳米材料促进根际微生物修复污染土壤，成为安全作物生产的新策略! Nature Reviews Microbiology | 专家点评：作物微生物组与可持续农业；Trends in Biotechnology | 微生物组工程：可持续农业中的植物微生物合成生物学）。此外，微生物组研究可能会提供解决方案，以解决地球上的人类和其他生命形式如何解决人为驱动的气候变化的问题（Nature Commun. | 复旦大学聂明团队揭示土壤微生物产甲烷作用应对气候变暖的补偿性反应！生活在地下的细菌能否有助于应对气候变化？）。

2020年6月，权威学术期刊Microbiome发表了德国慕尼黑亥姆霍兹中心Michael Schloter教授和奥地利格拉茨工业大学Gabriele Berg教授共同通讯的综述论文，题为Microbiome definition re-visited: old concepts and new challenges。

在过去的几十年中，微生物组研究领域发展迅速，并已成为具有极大科学和公共利益的话题。由于涉及不同领域的兴趣迅速增长，我们缺乏对“微生物组”一词的明确共识。此外，关于微生物组研究最佳实践的共识缺失。最近，一个国际专家小组讨论了由欧洲资助的MicrobiomeSupport项目的当前差距。这次会议聚集了来自不同微生物学领域的约40位领导人，来自世界各地的一百多位专家参加了研讨会的在线调查。本文摘录了研讨会的成果以及相应的在线研究，这些研究都包含在简短的历史介绍和未来展望中。本文提出了新的微生物组定义。本综述将微生物组和微生物区分开来，并对微生物区的组成，微生物群落在时间和空间上的异质性和动力学，微生物网络的稳定性和适应性，核心微生物群落的定义，功能相关的种类以及微生物宿主和微生物组内部物种间相互作用的共同进化原理进行了全面的讨论。这些广泛的定义以及建议的统一概念将有助于将来改善微生物组研究的标准化，并且可以作为数据综合评估的起点，从而更快地将知识从基础科学转移到实践中。此外，微生物组标准对于解决与人类健康驱动的全球健康领域变化有关的新挑战很重要，对此，对微生物群落的理解可能起关键作用。

图1. 从20世纪至今的微生物组研究历史

图2. 微生物组的组成示意图

图3. 通过微生物共生网络可视化的微生物相互作用

图4. 时间和规模上的微生物组动力学

图5. 评估微生物功能的方法

图6. 从“分离”理论到整体方法，对微生物-宿主协同进化的理解已发生转变

图7. 跨领域微生物组应用趋势示意图

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