序 言

序 言

中國微生物組計劃

17 世紀人類首次在顯微鏡觀察到微小生命體，稱之為“微生物”，從此打開了人類認識自然生物的一個天窗。天窗之下充滿驚奇和奧秘，新的微生物不斷被發(fā)現(xiàn)、認識和利用，并推動了生物技術(shù)的發(fā)展，微生物對人類健康、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護等產(chǎn)生了巨大的影響。青霉素的發(fā)現(xiàn)，拯救了無數(shù)的生命；以微生物為主體的工業(yè)生物技術(shù)，革新了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝；污染環(huán)境的修復(fù)和治理更離不開微生物的作用。然而，現(xiàn)今我們可以在實驗室培養(yǎng)的微生物可能還不到自然界全部微生物的 1%，人類已開發(fā)利用的微生物更是極少數(shù)。

微生物世界豐富多彩，奧妙無窮，要認識微生物世界，了解它們的生物學(xué)特性和生態(tài)學(xué)功能，并進一步利用它為人類服務(wù)，需要新認知理念做指導(dǎo)、新技術(shù)能力為支撐。微生物組概念正是在這個背景下提出的，它為發(fā)現(xiàn)人體、動植物和環(huán)境與微生物相互作用的新原理、挖掘和開發(fā)利用各種微生物及微生物群體，提供了一個新視角和新策略，已經(jīng)產(chǎn)生了一些新理念和顛覆性技術(shù)方法。例如，采用腸道菌群移植替代抗生素治療艱難梭菌引起的痢疾，取得了出人意料的效果。正是由于在未來科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)展中無法估量的巨大潛力，微生物組研究已經(jīng)是世界各國科技發(fā)展的戰(zhàn)略必爭之地。截至 2016 年，有資料可查的國際微生物組研究計劃有 22 項，其中 13 項與人類健康相關(guān)，9 項與環(huán)境相關(guān)。在這些項目中，美國是主要的發(fā)起者、組織者和實施者，也是這個領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。中國參與人類腸道宏基因組計劃（MetaHIT）和國際微生物組聯(lián)盟（IHMC）計劃和地球微生物組（EMP）等。中國科學(xué)家和有關(guān)機構(gòu)曾獨立推進和啟動了與微生物組內(nèi)容相關(guān)的研究計劃。早在 21 世紀初，中科院微生物所有關(guān)專家就開始推動“微生物地球”研究計劃；2014 年，中科院組織并啟動了土壤微生物相關(guān)的先導(dǎo)專項研究計劃；2016 年，國家自然科學(xué)基金委正式立項并啟動了“水圈微生物”重大研究計劃。

盡管中國已經(jīng)開始高度重視微生物組研究，但同國際發(fā)達國家特別是美國的發(fā)展現(xiàn)狀相比，中國微生物組研究還有很大差距，這引發(fā)了科技界對我國在此領(lǐng)域未來競爭態(tài)勢的擔(dān)憂，一批科學(xué)家和科技管理專家紛紛撰文呼吁國家高度關(guān)注并加大組織力度，確保我國未來在此領(lǐng)域有競爭優(yōu)勢和國際話語權(quán)。這些呼吁得到了國家和有關(guān)部門的高度重視。2017 年，科技部正式發(fā)文明確指出，在包括微生物組等領(lǐng)域，設(shè)立專項開展研究，創(chuàng)新組織機制，發(fā)展顛覆性技術(shù)，為建設(shè)創(chuàng)新型國家作出貢獻。

2016 年 12月，以“中國微生物組研究計劃”為主題的第 582 次香山科學(xué)會議上，形成了“國家需求導(dǎo)向，科學(xué)假說驅(qū)動，技術(shù)創(chuàng)新支撐”的共識，為中國微生物組計劃的組織和實施奠定了基本原則。中科院在微生物資源收集保藏、共享研究和開發(fā)利用等方面具有扎實的基礎(chǔ)，在人口健康和環(huán)境保護等領(lǐng)域有良好的布局；堅持有所為有所不為，聚焦國家重大需求和針對我國特色，結(jié)合微生物組科技前沿，凝練中科院微生物組研究主要領(lǐng)域和方向，開展高水平科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)，服務(wù)國家科技創(chuàng)新和科技強國戰(zhàn)略，作出中科院應(yīng)有的貢獻。