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巴西微生物组计划启动,金砖兄弟已行动!
来源: 微生物组创新创业   发布者:刘柳   日期:2017-11-10   今日/总浏览:32/1796

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金砖兄弟(BMP)计划

巴西微生物组计划(BMP)旨在协调国家微生物组研究,使之能够与国际计划适当整合,更好地破译巴西的微生物多样性及其动态和环境间的相互关系。


  巴 西 特 色 

相信看过电影《里约大冒险》的人,都会被巴西这片广袤大地上各种色彩缤纷(令人眩晕)、数不胜数(令人眼花)的神奇生物所吸引,因为这里简直就是全球植物、动物的博物馆。你可知,巴西同其他16个国家共同拥有了约全球70%的动物和植物物种,其宏观生物多样性占据全球约20%的比例,丰富到令人咂舌。


巴西除了向世界展示它绚丽多姿的宏观生物的风采,现在,也在码足动力,开发这个广袤国土中的微观资源——微生物!

 微生物组计划启动背景 

尽管巴西坐拥全球20%的宏观生物多样性;尽管微生物对维持生态系统的重要性已是国际公认,尽管微生物是巴西经济、技术发展的基础资源,尽管巴西也在努力加入到探索生物多样性资源的队列中:

2012年,巴西曾以附属会员的身份加入了全球生物多样性信息网络(GBIF);

2015年,由环境部及其相关部门创立了“巴西生物多样性门户网站”。

但巴西的微生物多样性研究仍然在很大程度上被忽视。这可部分解释为其直接从环境中检测微生物的效率较低。可喜的是,生物分子提取/纯化流程,下一代测序(NGS)技术以及计算生物学和建模等最新技术进展正在改变该状况。

广义角度看,微生物组研究需要国际团体的通力合作,但需要明确一点,微生物多样性及其功能发挥是与地理特征紧密相关的,因此,如何抓住这些特点并加以开发就显得很重要。对于巴西的生物科学技术发展来说,在生物多样性的保护及利用方面完善知识产权、出版、国家政策等,都是最基本的需求。相应地,全球方案的实施也需要地方性的领导。

专家认为,微生物组研究的成功与适当整合科学共同体关系紧密,只有综合的研究模式才能充分挖掘微生物资源潜力,使当地社区和公民受益。

 关 于 BMP 

巴西微生物组计划(BMP)作为一个地方性的提案,正是在这样的背景下被提出的。

一方面,BMP致力于组织国内团队,协调全国开展微生物组研究,与此同时,也注重与国际上的相关提案、计划适当结合。

自2012年末发起以来,巴西微生物组计划已经拓展了巴西微生物多样性资源的相关知识和成果(关于土壤宏基因组学),另外还为微生物组数据分析提供了开放性的生物信息学工具及技术培训服务。

研究进展

目前,巴西几个团队正在针对不同的生物群落开展研究,比如:浅色旱热落叶矮灌木林(Caatinga)、热带高草草原(Cerrado)、亚马逊河(AMAZON),诸如海岛、珊瑚礁等环境,还有反刍动物、节肢动物、植物等。另外,关于微生物的温室气体排放研究同样在进行中。

局限及解决办法

然而,这些研究团队间至今鲜有交流。并且,因缺乏标准模式和大数据收集方法,排除了有效的样本间比较,限制了一些珍贵资源的利用价值。

但是,对公共数据库中越来越多经全测序的的微生物基因组和宏基因组,进行深入分析,对于认识这些基因组是如何从遗传学层面,使得微生物适应特定的生活方式非常重要。

因此,鉴于目前生物学的瓶颈在于如何处理“大数据”,扩展生物信息学能力迫在眉睫。

巴西微生物组计划已经为微生物组研究成立了巴西科学与技术研究所,该研究所主要是根据研究团队间,对不同课题的兴趣来促进研究成果与技术发展方面的资源整合,以及确立经16S rRNA(细菌/古细菌)和ITS(内部转录间隔区—真菌)测序进行微生物群落分析的标准,和数据分析流程,这些举措都旨在加强数据可比性。

计划架构

经过不懈努力,BMP的实施现在也越来越有高度协作性了,目前共有6个专注于特定科研领域的委员会,2个致力于知识技术的培训与转移的战略委员会参与。


科研委员会有各自的专题,重点是关注微生物多样性以及在以下方面的研究进程:(a)植物,(b)动物,(c)土壤,(d)水生环境,(e)人类,(f)生物勘探。每个主题都考虑研究动机,以及将研究转化为社会效益的途径。目前,有前景的可转化领域包括污染、土地利用,水处理,水资源管理,动物育种以及微生物对人体健康的影响。

战略委员会负责确定知识转移和数据分析资源(生物信息学)转化的途径。旨在增加对巴西微生物资源的了解,目的是制定以下方向的相关战略:(a)减轻环境中温室气体排放; (b)增加有益微生物从人类到土壤的活动(例如通过支持可持续农业发展);(c)抑制植物和人类的致病微生物; (d)了解污染物在水生环境中的影响;(e)创建一个生物勘探的快速、有效策略。

 展望及启发 

 巴西微生物组的综合目录至今尚未完善。专家认为只有汇集来自不同专业领域调查员的广泛调查才能破译巴西的微生物多样性,动力学及与环境的互作关系。 这种跨学科方法将只有通过加强合作和确定该领域的实践核心标准才能实现。 BMP正在努力确保与其他国际项目的合作关系。

巴西微生物组计划的发起与开展,其中曲折的历程也可以为我国的微生物组相关计划、倡议的发起、实施等环节提供重要参考,帮助我们更加自信地迎接微生物组领域高潮的到来!



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