我國(guó)微生物學(xué)優(yōu)先資助領(lǐng)域

1、1微生物學(xué)復(fù)興的機(jī)遇、挑戰(zhàn)和趨勢(shì)微生物學(xué)復(fù)興的機(jī)遇、挑戰(zhàn)和趨勢(shì)——“微生物學(xué)微生物學(xué)”教材編后隨筆教材編后隨筆沈萍陳向東（武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院）我國(guó)第一部全彩色新版“微生物學(xué)”教材已在2009年8月份由高等教育出版社出版，該教材從內(nèi)容到形式力求做到與國(guó)際同類先進(jìn)教材接軌。該書的字字句句都包含著每位編者對(duì)微生物學(xué)的深情和熱愛(ài)，滲透著他（她）們的汗水和和辛勞。作為主編，我們?yōu)橛羞@樣的同行和朋友，有如此團(tuán)結(jié)、長(zhǎng)期合作的團(tuán)隊(duì)而感到驕傲，為我們共

2、同為我國(guó)微生物學(xué)教育事業(yè)做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)而感到欣慰。自2000年以來(lái)的9年間，我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)連續(xù)編寫出版了三本在全國(guó)頗具影響的“微生物學(xué)”教材，在教材的編寫過(guò)程中促使我們?nèi)W(xué)習(xí)許多新的知識(shí)，關(guān)注微生物學(xué)的進(jìn)展，特別是2009年這本教材的編寫和出版，更激起了我們對(duì)微生學(xué)的未來(lái)和發(fā)展趨勢(shì)的關(guān)注，除了教材上已有的相關(guān)內(nèi)容外，我們?cè)谶@里，將進(jìn)一步淺述在當(dāng)前形勢(shì)下，微生物學(xué)發(fā)展的機(jī)遇、挑戰(zhàn)和趨勢(shì)，以饗讀者。微生物學(xué)的發(fā)展曾經(jīng)歷了二個(gè)輝煌的黃金時(shí)代，

3、即：從19世紀(jì)中期到20世紀(jì)初的第一個(gè)黃金時(shí)代和從20世紀(jì)40年代到70年代末的第二個(gè)黃金時(shí)代，其后走入低谷。但近20年來(lái)，隨著基因組學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、生物信息學(xué)、PCR技術(shù)、高分率熒光顯微鏡及其它物理化學(xué)理論和技術(shù)等的應(yīng)用，使微生物學(xué)的研究取得一系突破性進(jìn)展，揭示了許多令人驚奇的生命現(xiàn)象，從微觀（細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能、基因和基因組、生物大分子）到宏觀（微生物生態(tài)，環(huán)境微生物學(xué)）研究微生物獲得的成果，開始或正在改變?cè)S多傳統(tǒng)的概念和觀點(diǎn)；微生物學(xué)

4、家開始從傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室純培養(yǎng)物的研究走向自然環(huán)境，研究自然環(huán)境（包括浩瀚海洋海底黑煙囪和沉積物以及其它極端環(huán)境）中微生物的生理、遺傳及其群體間的相互作用，使人們對(duì)微生物的生物多樣性、巨大的生物量及其對(duì)整個(gè)地球物質(zhì)循環(huán)重要性的理解翻開了新的一頁(yè)。微生物學(xué)己走出其低谷，開始進(jìn)入它的第三個(gè)黃金時(shí)代。一、歷史上微生物學(xué)發(fā)展的二個(gè)黃金時(shí)代一、歷史上微生物學(xué)發(fā)展的二個(gè)黃金時(shí)代歷史上，微生物學(xué)的發(fā)展曾經(jīng)歷了二個(gè)黃金時(shí)代〔13〕，雖然具體的年代劃分有所差

5、異，但其內(nèi)容和觀點(diǎn)卻趨向一致。第一個(gè)黃金時(shí)代是從19世紀(jì)中期到20世紀(jì)初（約18571914），這個(gè)階段，3生物成果外，幾乎沒(méi)有其它重要進(jìn)展。在生命科學(xué)的發(fā)展中，似乎是處于一種尷尬的副手地位，許多從事微生物學(xué)研究的人紛紛轉(zhuǎn)行，甚至有的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室更換了門牌。2，微生物學(xué)復(fù)興和發(fā)展的機(jī)遇微生物學(xué)復(fù)興和發(fā)展的機(jī)遇從歷史上的二個(gè)黃金時(shí)代可以看出，微生物學(xué)的研究使其能夠征服重大疾?。ㄌ貏e是傳染?。?，這是微生物學(xué)對(duì)人類社會(huì)健康發(fā)展，甚至人類的生

6、存所作的首要貢獻(xiàn)；其次，利用微生物的特性和共性，發(fā)展自身，并推動(dòng)整個(gè)生命科學(xué)仍至社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，是微生物學(xué)展示其獨(dú)特魅力的平臺(tái)。微生物學(xué)發(fā)展的這二大特點(diǎn)將在新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)面前，重新展現(xiàn)其輝煌。1995年，第一個(gè)自由生活的微生物（流感嗜血桿菌）基因組測(cè)序完成〔6〕，這是所有生物中最先完成全序列測(cè)定的生物，最先進(jìn)入基因組學(xué)的研究。伴隨人類基因組計(jì)劃（HGP）而崛起的微生物基因組學(xué)將使微生物學(xué)走出低谷，為其復(fù)興和發(fā)展，甚至為其進(jìn)入第三個(gè)黃金

7、時(shí)代帶來(lái)機(jī)遇和挑戰(zhàn)。3，微生物在推動(dòng)HGP實(shí)施的過(guò)程中發(fā)展自己：1）微生物作為模式生物及其提供的載體（BACYAC）為人類基因組測(cè)序、詮釋以及提前完成做出了重大貢獻(xiàn)。在進(jìn)入后基因組時(shí)代的今天，微生物仍將為認(rèn)識(shí)龐大的人類基因組及其功能(包括人類的疾病)提供簡(jiǎn)便的模式。微生物的特性和共性在HGP的實(shí)施中又一次被推向了生命科學(xué)發(fā)展的前沿。2）在為HGP做出貢獻(xiàn)的同時(shí)，發(fā)展了自己：己測(cè)序的微生物數(shù)己超過(guò)所有其它生物（已完成測(cè)序的達(dá)897，正在測(cè)

8、序中的有l(wèi)79l種），基因組知識(shí)推動(dòng)了微生學(xué)中某些分支學(xué)科的復(fù)蘇和發(fā)展，如分類學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)等；對(duì)微生物的多樣性、系統(tǒng)發(fā)育和進(jìn)化有了更深的認(rèn)識(shí)；在微生物基因組基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的元基因組學(xué)（metagenomics）不僅對(duì)了解和利用環(huán)境中占99％以上的未培養(yǎng)微生物開創(chuàng)了一個(gè)新的途徑，而且對(duì)人類許多疾病以及能源和環(huán)境問(wèn)題具有推動(dòng)作用。利用微生物基因組挖掘新的有用基因或藥物靶基因已經(jīng)展現(xiàn)了微生物在其應(yīng)用領(lǐng)域的獨(dú)特作用。隨著古菌基因組研