微生物库倡议:为子孙后代守护地球微生物遗产的全球行动框架

【字体: 时间:2025年06月28日 来源:Nature Communications 14.7

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  人类活动正加速微生物生态系统的丧失,威胁着地球和人类健康。Microbiota Vault Initiative(MVI)通过建立全球微生物保存网络,采用One Health(全健康)框架,实现了人类、动物和环境微生物的标准化备份存储。该非营利项目强调主权治理和伦理协作,已收集1,204份人类粪便和190份发酵食品样本,为未来生态修复和疾病研究提供资源。

  

微生物的无声危机与全球行动
现代生活方式正在引发一场看不见的生态灾难——微生物多样性的大规模丧失。从北极永久冻土中调节甲烷排放的Methanoflorens stordalenmirensis25,到人类肠道中帮助消化母乳的Bifidobacterium longum subsp. infantis21,这些与地球生命共同演化了数百万年的微生物伙伴,正因抗生素滥用、农业工业化等人类活动而急剧减少。这种消失带来连锁反应:儿童过敏和代谢疾病激增4,11-15,冻土融化加速气候变化26,27,形成恶性循环。

为应对这一危机,由Rutgers大学Maria G. Dominguez-Bello教授领衔的国际团队在《Nature Communications》提出Microbiota Vault Initiative(MVI)。受斯瓦尔巴全球种子库启发,该项目创新性地将保存对象扩展到人类、动物和环境微生物,建立首个全球性微生物"诺亚方舟"。通过瑞士苏黎世大学医学院的-80℃冷冻库,目前已备份存储来自贝宁、巴西等7国的1,394份样本,所有标本所有权均归属原始采集者,开创了微生物资源主权治理新模式。

关键技术方法
研究采用标准化样本采集流程,遵循MIxS(Minimum Information about any(x)sequence)元数据标准33,通过瑞士生物样本库平台进行质量控制。重点保存人类粪便和发酵食品微生物,运用16S rRNA基因测序技术分析菌群组成,所有数据按Creative Commons协议开放共享。

研究结果
微生物消失的双重威胁
工业化社会已造成Bifidobacterium longum subsp. infantis等关键菌种丰度下降60%21,22,这与剖宫产、配方奶喂养直接相关。同样,胃部共生菌Helicobacter pylori的减少虽降低了溃疡发病率,却导致哮喘风险上升20%20,揭示微生物功能的复杂性。

全健康框架下的保存体系

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全球能力建设
通过年度GloMiNe研讨会(表2),项目已在秘鲁、非洲等地培训300余名研究人员。特别设立DSI(Digital Sequence Information)科学网络旅行基金,促进低收入国家学者参与。

结论与展望
MVI首次实现了微生物保存从研究导向向公益服务的范式转变。尽管冷冻微生物的功能恢复仍待验证,但保存的样本可能成为未来微生物疗法(如FMT粪便移植)34和环境修复37,38的关键资源。项目独创的"主权托管+全球共享"机制,为《生物多样性公约》框架下的数字序列信息(DSI)利益分享提供了实践模板30,31。随着北极、热带雨林等濒危生态系统样本的纳入,MVI将持续拓展微生物保护的疆界,守护地球生命的微观基石。

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