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美國積極推展未來科學 國家微生物組計畫

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如果你將地球的歷史比喻成一年的時間,微生物從 3 月就登場,而人類則是在 12 月 31 日的晚上 11:30 分才出現。 從一個微生物的角度來看,人類只是一種比較新的生態系統。「因此如果我們只是看人類微生物,將會錯過生物學, 現代微生物學和科學。」白宮科技政策辦公室副主任 Jo Handelsman 表示。

微生物也需要有一個全面性的研究計劃投入

從 2015 年的精準醫學 (Precision Medicine Initiative, PMI),到 2016 年初的癌症登月計劃 (Cancer MoonShot)。美國白宮又在今年 5 月宣布國家微生物組計劃 (National Micbiome Initiative, NMI) 這一個遠大的規劃,這也是為了回應去年一群美國科學家在十月提出他們認為微生物也需要有一個全面性的研究計劃投入的需求,就如同全腦計畫 (BRAIN Initiative) 等,雖然早在 2007 年美國 NIH 就曾提出人體微生物計劃 (Human Microbiome Project),並為微生物研究打下很好的基礎,但人類微生物依然只占微生物研究的一小部分,微生物的領域是很廣大的。而這些微小的生物也吸引龐大的預算,聯邦機構承諾在未來兩年提供 1 億 2100 萬美元的預算,而 100 多所大學,非營利組織和企業將提供另外 4 億美元。

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上圖為國家微生物組計劃(NMI)發表會,來源:https://around.uoregon.edu/content/uo-prof-participates-launch-national-microbiome-initiative

延伸閱讀:美國總統向癌症宣戰! 全力推動抗癌登月計畫(Cancer Moonshot)

「對於微生物, 相同的問題一再被提出。什麼是健康的?什麼是正常的?我們可以怎麼改變呢?」

國家微生物組計劃不同於人類基因組計劃,有單一的明確目標的項目。它是由非常多獨立運作的組織,朝向很多不同的方向去進行。希望能了解生活在人類體內,體表,動物,農作物,土壤,海洋等更多的微生物。即使微生物我們肉眼無法看見,但它們卻與我們習習相關。

土壤微生物影響農田的可行性。植物微生物影響農作物的產量。海洋微生物影響氧,碳和其他營養成分在整個地球周圍的循環。建築物的微生物影響人類接觸到的致病因子。而腸道微生物更直接影響人類肥胖症或發炎及消化系統疾病的風險。很多既有的研究也將再次從微生物的角度去探討。包括肥胖症,第一型糖尿病,癌症,多發性硬化,阿爾茨海默氏病,和蛀牙等人類常見疾病,還有看微生物在兒童期,年老時是如何變化,或在不同的飲食當中是如何作用的,甚至也計劃開發新的益生菌。

雖然有很多的研究進行方向,但 NMI 有三個主要的目的:

(1) 藉由扶持跨學科研究回答有關微生物組在多樣生態系統內的許多答案。

(2) 開發平台技術:開發更好的科研工具以能更深入的了解微生物的基因組,觀察細胞內分子的一舉一動,甚至精準的編輯,刺激,或控制微生物。同時共享微生物組在不同的生態系統的知識,以及更簡單有效地取得運用這些資訊。

(3) 透過公民科學,公眾參與和教育機會去擴大微生物相關的勞動力。
集合學生,科學家,大眾,將會有數以萬計的人收集資訊,在不同的教室和實驗室研究微生物。

畢竟地球太大, 我們無法到每一個角落收集微生物檢體。因此透過這個計畫,每個人的投入將可以更有效率的被整合與分享,讓微生物領域邁入一個新的時代。

延伸閱讀:聽,塵埃的聲音

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參考文獻:
1.https://www.whitehouse.gov/sites/whitehouse.gov/files/documents/OSTP%20National%20Microbiome%20Initiative%20Fact%20Sheet.pdf
2.https://commonfund.nih.gov/hmp/index

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