文 羊城晚报记者 李钢
在自然界当中处处都有微生物的身影，什么是功能微生物？近日，由广州市科技局主办，广东科学中心、羊城晚报社联合承办的珠江科学大讲堂第109讲，邀请了中国工程院院士、微生物安全与健康专家吴清平为大讲堂粉丝们作《解密功能微生物与人类健康之间的关系》的科普讲座。
肠道微生物群落决定你喜欢吃什么
吴清平院士长期从事微生物安全与健康领域的研究工作，针对我国食品行业出现严重的微生物安全风险，从基础研究着手，发明了先进的共性监控技术，并建立起相关的理论体系，研制了重点产业食品安全控制技术和与国际接轨的先进标准，解决了食品安全中的重要科学问题和关键技术难题，显著推动我国食品安全科学理论不断提升和产业的健康发展。
吴清平介绍说，人体内的微生物数量巨大，一个人喜欢吃什么食物，也与其肠道微生物群落密切相关。人体肠道中大约有2000种细菌，以及更多种类的病毒。不过，这些病毒中的很多是有益的，其中有一种名叫噬菌体，在肠道中起到控制微生物平衡的作用。微生物占到地球生物量的60%，远远超过其他生物的数量。但是，人类目前只认识其中的不到10%，能够加以利用的微生物更是低至不到1%。
人的衰老，是人体细胞先老还是肠道微生物群先老？吴清平提出了这样一个有趣的问题。
吴清平说，他们曾经做过试验，将老年老鼠的粪便移植到年轻老鼠体内，结果发现年轻老鼠变老了。而年轻老鼠粪便如果移植到老年老鼠体内，老年老鼠却变年轻了。由此可以看到，肠道微生物的功能有多强大。
微生物在健康领域发挥很大作用
吴清平说，微生物在传统工业和生命健康领域发挥着很大的作用。地球上只有不超过10种物质不能为微生物所分解利用。而当下蓬勃发展的合成生物，就是利用了微生物来进行合成物质。一个占地200亩的食用菌工厂一年能够生产3万吨至5万吨的食用菌菇，产能巨大。所以，微生物在绿色制造方面也有用武之地。
“如果一个小朋友喜欢喝含糖量高的饮料，很可能就会长成一个胖子。”吴清平说，如果利用可以分解糖分的微生物，那么就可以解决这一问题。
在万米深的海沟及高温的温泉里，都能发现微生物的存在。这就充分说明了微生物有着强大的生命力。因此，人类科学家就在不断尝试将微生物中的这些堪称强悍的基因转移到其他动植物身上，让它们也能耐高压和高温。
吴清平表示，微生物学科很年轻，随着基因组学技术的发展，人们对于微生物的了解开始朝着基因序列的方向深入。通过基因测序技术，能够进一步了解微生物的宏基因组、宏转录组、宏蛋白组和宏代谢组，并且形成大数据。所以生命科学与计算机、数学、人工智能都开始交融在了一起。
构建起食品微生物安全科学大数据库
因此，吴清平和他的团队在过去的很长时间里，一直致力于构建中国食品微生物安全科学大数据库，通过这一科学大数据库去解决食品卫生安全的问题，进行整个国家食品安全的风险识别。
据介绍，团队经过全国范围内的采样以及综合分析，构建起了6个数据库：风险识别数据库、菌种资源数据库、分布数据库、全基因组数据库、条码指纹数据库、溯源追踪数据库。
吴清平介绍说，通过这一科学大数据库，可以呈现中国食品微生物安全整体风险水平，以及发现主要污染的致病微生物是什么。
“原来是以菌种为识别单位，这次深入到了基因型的水平上去进行识别。”吴清平说。
据介绍，在大科学数据库的基础上，可以更进一步去研究食品危害是如何形成的，搞清楚其机理机制。对此，吴清平透露，单库的风险识别数据库是全球最大的，菌种量是最多的，单库的测序量也是最大的，已经测序了2万多株实验性致病微生物，并因此挖掘出了接近200个的新的检测靶标，顺利实现了对实验性致病菌检测全覆盖。
数据库构建后，可以针对不同的食品行业进行加工安全控制，并且已经与重点食品行业龙头企业开展了合作，覆盖了我国主要的食品产业链，使微生物污染率下降了90%以上，为食品安全保障提供了强有力的支持。
吴清平说，通过数据监测后发现，食品中大肠杆菌的污染率是最高的。熟食买回家后不能放太久，否则被污染的风险比较高。
做这些工作的用处是什么？吴清平说，一是要建立起食品快检的方法，二是要建立起相关的标准，从而为国家食品安全标准打基础。
以包装饮用水为例，在以前，人们并不知道饮用水中有哪些病原菌，也不知道如何进行检测。2007年，吴清平团队参与制定了包装饮用水的标准，精准测定了相关的细菌，从而保证了饮用水的安全性。
此外，运用最新技术，将微生物实体进行数字化，就能够在计算机中看到微生物的结构，从而可以进一步进行分析。
“我们曾经分离出一种致病菌，进行测序后就能知道它的致病能力如何，以及它的耐药基因是如何进行调控的。” 吴清平说，目前数据库中已经有几万条经过测序的基因组，对于更深入了解微生物的本质，乃至生命的本质，都有着非常重要的作用。
随着人类活动的频繁，很多物种的多样性也在减少，其中包括了微生物。对此，吴清平说，一方面要去开发利用，另一方面也要加以保护。目前，吴清平团队已经建立了拥有16000多株菌种的全球食用菌菌种资源库，通过全球定位技术，可以精准找到菌种的原产地，并且通过气象数据进行关联，进一步开展人工栽培和驯化，最终形成工厂化生产。