18文读懂肠道(17):技术之光
热心肠先生 2024-02-08
工欲善其事,必先利其器。

近二十年来,肠道研究突飞猛进,带来许多前沿新知。在了解、利用或是享受这些科研成果的同时,我们不应该忽略那些支撑起科研进步的关键技术。

我们必须感谢肠道菌群研究的开拓者们,他们的研究成果是如此富于开创性。正是因为他们的贡献,我们才得以更新对自我的认知,确定人体也是一个生态系统,与人体亲密共生的微生物对人类的健康有着极其重要的影响。

在探索菌群奥秘的过程中,科学家们也提出一系列的前沿技术方法,为相关研究的快速发展插上翅膀,帮助人们更好地了解肠道微生物的种类和特点,描述它们与宿主之间的互动和对话,并阐释微生物对宿主健康造成的影响和作用机制。

对人群大数据的统计学分析,为研究肠道菌群与人体表型和疾病之间的因果关系,奠定了基础。而结合人工智能的数据分析技术,不仅能让科学家找到用于疾病筛查、诊断甚至预测疾病风险的菌群标志物,还能帮助科学家系统性地、大规模地识别菌群中的功能基因,在海量的数据中挖掘宝藏。

代谢组学的技术创新和突破,让人们得以精准观察到肠道微生物在代谢食物等生物学过程中所产生的分子变化,从而找出可能参与影响人体健康的生物分子;培养组学技术在基因组学的加持下,突破一个个微生物培养难题;无菌动物模型为揭开“菌群-表型”的因果关系打开了一扇窗,是菌群研究中不可或缺的部分;体外消化模拟或仿生技术让科学家突破了活体的限制;类器官和体外器官培养技术则成为研究细胞与分子互相作用的理想模型,是基础研究和药物开发的利器。

而这其中,我们必须为DNA测序技术大书特书一笔,它是目前肠道菌群研究的主流方法。

DNA测序技术的快速发展与成本的断崖式下降,尤其是二代测序技术的横空出世,促进了更多测序资源转向微生物,人类得以通过非培养技术去审视不同环境中的微生物。2008年,美国科学家发起的“人类微生物组计划”和欧洲科学家发起的“人类肠道宏基因组计划”,就是在此背景下发起的史诗级科学研究,革命性地推动了人类对共生微生物的探索,取得举世瞩目的成果。

在随后的十几年中,DNA测序一直是驱动肠道科研领域发展的最核心技术,甚至可以说没有之一。而近年来快速发展的三代测序技术,使得科学家能够以前所未有的精细分辨率,来解析肠道微生物的多样性和功能机制。宏转录组和宏蛋白组等技术也在快速突破中。

工欲善其事,必先利其器。技术之光,照亮探索之路。让我们向一个个突破性的技术致敬!期待更多新技术的产生,让肠道研究取得更多进展和突破!

插画作品赏析

《智慧树》

以基因测序为代表的科技发展,使人们得以在微生物的研究领域不断深入,了解越来越多关于生命的奥秘。人类的智慧,就像这棵大树,沐浴着科技之光,生机勃勃,不断生长,并孕育出美好的新事物。

《破译密码》

含有四种碱基(A、T、C、G)的脱氧核糖核酸,排列组合构成了所有物种的基因。至简至微的基因,编码出至繁至美的生物世界。不断发展进步的基因测序技术,破译密码,使得阅读生命的天书成为一种可能,这也为肠道科研领域打开了一扇别有洞天的大门。

《破茧》

如果说无知是作茧自缚,那么科技发展带来的就是破茧成蝶。随着基因测序、代谢组学、培养组学等技术的进步,微生物研究领域也随之破茧,迈进了美丽新世界。

《基因图书馆》

这是一家高科技基因图书馆。充满自然气息的藤蔓旋梯与充满科技感的现代旋梯,交织成DNA的双螺旋结构。图书馆的上半部分,是微生物培养皿,下半部分则是基因图书架。人类运用现代科技进行基因测序,使得了解、读取微生物的生命密码,就像从培养皿直接到书架,如此便捷!

《点亮》

以肠绒毛为背景的画面上,令人瞩目的DNA双螺旋造型居于圆形舞台的中央,周边萦绕着多种肠道微生物,充满科技感的光束将它们齐齐笼罩。作品以此寓意基因测序技术为肠道科研领域点亮了新方向。

了解更多作品详情可访问:

https://www.chinagut.cn/art/

专家简介
蓝灿辉
热心肠生物技术研究院董事长兼院长
iMeta期刊联合创办人及执行主编
笔名热心肠先生,热心肠生物技术研究院董事长兼院长,武汉轻工大学“常青学者计划”讲座教授,学术期刊iMeta联合创办人与执行主编,中国生物物理学会肠道菌群分会副会长,中国微生物学会微生物组专委会委员,《热心肠日报》创始主编,CHINAGUT(中国肠道大会)创始发起人。
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