科學家揭開人類機體無法培養的腸道菌群的奧秘！

近日，一項刊登在國際雜志Nature上的研究報告中，來自勞倫斯伯克利國家實驗室等機構的科學家們通過對3810個公開的人類腸道宏基因組進行計算重建，展示了大約6.1萬個微生物基因組，這些宏基因組是微生物組樣本中存在的所有遺傳物質的集合，宏基因組組裝的基因組（MAGs）包括2508種此前未知的物種，從而使得已知的人類腸道細菌種類達到了4558種，并使得已經測序的腸道菌群的系統發育多樣性增加了50%。

本文研究結果或能幫助回答多個問題，比如為何特定的微生物菌群無法在實驗室中進行培養，此前科學家們利用宏基因組和單細胞基因組研究解析了環境樣本中無法培養的微生物的特殊代謝能力，很多環境微生物很難被研究，研究者也并不確定是否這些未經培養的微生物真的是無法培養的，相比之下，科學家們對人類腸道進行了大量研究，同時也進行了大規模的培養工作，這就表明，人類腸道中許多野生的未經培養的菌群很難用當前的方法進行培養。

通過將無法培養的菌群的重建基因組與能進行培養菌群的基因組進行比較，研究者發現，無法培養的細菌菌群的基因組平均小20%，并且其缺少多種脂肪酸、氨基酸和維生素的生物合成途徑，無法培養的腸道菌群中所缺失的常見基因或許對細菌的生長至關重要，當然了這或許也是此前研究中并未關注的方面。

在名為IGGsearch的新型工具的幫助下，研究者將10種不同疾病患者機體的微生物組與健康個體進行對比后發現，大約40%的微生物疾病與此前認為并沒有基因組的物種或許有關；比如研究者發現的其中一種新的物種—Negativicutes菌群，其在強直性脊柱炎的患者機體中明顯缺失，繪制出強直性脊柱炎患者機體中該菌群基因組的變化圖譜對于深入闡明疾病發生至關重要，此外，研究者還利用IGGsearch微生物組特性構建出了用于疾病研究的預測性模型，結果發現，與當前工具相比，這種新型工具的預測準確性會明顯提高。后期研究者希望能夠繼續深入研究揭開人類腸道中更多無法進行培養的微生物菌群，并利用人類腸道微生物組作為模型來闡明多種計算工具的有效性。