微生物学的研究“偏好”：74%的已知物种被忽略
密歇根大学安娜堡分校的微生物系统生物学家Paul Jensen想看看人工智能（AI）工具，比如大语言模型能否统计不同微生物的研究成果，他找到了他的实验室研究的一种细菌——一种会导致蛀牙的Streptococcus sobrinus的全部论文，却发现总共也就十几篇，他已经全部看过。
许多微生物学家也面临着类似的处境，甚至更遭。上周，Jensen在bioRxiv上公布了一项研究，发现仅仅十种菌种就占了所有论文的一半，而近四分之三的已命名的细菌甚至没有一篇专门的研究文献。
“我们只详细研究了少数几种细菌。”Jensen表示，“但对更多细菌来说，大语言模型或人工智能却没有任何了解，”尤其是对人类和地球健康至关重要的微生物，目前研究有所欠缺。
像其他生命科学家一样，微生物学家也研究模式生物，希望从大肠杆菌这样被充分研究的实验室“宠儿”中获得能够适用于其他生物的见解，
在许多情况下确实如此：分子生物学的基础是建立在大肠杆菌实验之上的，但随着科学家们对皮肤拭子、粪便或土壤样本进行测序，不断拓展微生物名录，发现不同寻常的新见解的机会也随之增加。
为了量化微生物学对少数模式生物的“偏爱”，Jensen查阅了一个包含43409 种独特细菌的数据库，并统计了美国政府运营的生物医学文献库PubMed当中，在标题或摘要中提到细菌名称的论文数量。
不出意外，大众杆菌以超过31.2万篇论文名列榜首，占总数的21%，前十名中其他细菌分别是人类病原体，例如金黄色葡萄球菌（一种机会性感染）、结核分枝杆菌和幽门螺旋杆菌（一种可导致溃疡甚至癌症的胃部微生物）。
然而，74%的已知细菌物种在任何论文的标题或摘要中都没有被提及。在过去的25年里，已知的全部细菌数量与被研究细菌之间的差距也越来越大，部分原因是微生物组研究对微生物进行了大规模测序。
意大利特伦托大学微生物组科学家Nicola Segata对研究结果倍感沮丧，但并不感到惊讶。除了一两个例外，健康人体微生物组中大量存在的微生物并没有进入50种最佳研究细菌名单，Segata等人发现的许多对人类健康至关重要的微生物甚至没被命名，更不用说研究了。“这些物种还有很长的路要走，才能得到应有的研究水平。”Segata表示。
德克萨斯大学奥斯汀分校的微生物生态学家Brett Baker指出，在海洋和土壤等多种生态系统中发现的微生物也未得到充分研究，他说，“自然界中的主要生物都不在这个名单上，这是一个问题。”
研究人员表示，纠正细菌学的发表偏差并非易事，但人类要想从微生物组研究中获益，就必须这样做。其中一个挑战是在实验室培养未被充分研究的微生物。“大肠杆菌之所以流行，部分原因是它容易生长，许多研究得最好的微生物都具有这种特性。”Baker说。
Jensen则乐观地认为，科学家可以学会培育重要但研究不足的微生物。在Baker看来，微生物学家可以从大自然中汲取灵感，研究实验室制造的微生物混合物，“这些东西往往不愿意自己生存。”
此外，大规模的努力也可能填补空白，开放科学非营利组织的项目经理Shantal Al Habib表示，该小组“向创新看齐”项目刚刚开始了一项耗资100万美元的工作，目的是描述1000种微生物在1000种不同条件下的生长特点，具体包括不同营养状况、氧气水平以及温度。该小组在加利福尼亚州旧金山的科学项目负责人Pete Kelly补充道，这些数据将免费提供给科学家，帮助训练人工智能模型，进一步深入了解微生物。
Jensen也参加了“向创新看齐”项目，他认为，目的并不是让微生物学家放弃大肠杆菌等模式生物，转而研究更奇特的物种，而是“如果我们继续以同样的方式研究微生物学，那么我们要花上一万年的时间才能很好地了解所有不同的微生物。”
相关论文信息：https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.01.04.631297v1
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