Cell：首次大规模解析食物中的微生物组

一直以来，微生物在我们的食物中扮演着微妙的角色。一方面，人们要预防微生物引起的食物变质和中毒。另一方面，人们又利用微生物来增加食物的风味，比如制作酸奶、腐乳和泡菜等。

复杂的微生物组是食物的一部分，也影响着我们自身的微生物组，但其多样性在很大程度上仍不为人所知。近日，意大利特伦托大学领导的研究团队组装了2,500多种食物的宏基因组，检测到对食品生产、风味和质量很重要的微生物，以及一些与人类肠道微生物组重叠的微生物。

这篇题为“Unexplored microbial diversity from 2,500 food metagenomes and links with the human microbiome”的文章于8月29日发表在《Cell》杂志上。

通讯作者、特伦托大学的Nicola Segata表示：“采用基于培养的传统方法，人们很难扩大研究范围，以覆盖当前食物的巨大多样性，并揭示复杂微生物群落中的所有成员。宏基因组方法和先进的计算分析可以克服这些限制。”

Segata领导的研究团队生成了1,950个新的宏基因组序列，并将它们与583个已发表的食物宏基因组整合在一起，形成了一个开放的微生物组序列数据集，称为食物宏基因组数据（cFMD）资源。

这些宏基因组代表了各种各样的食物，包括乳制品、发酵肉类、发酵饮料、发酵种子及非发酵鱼类和肉类。

“在这项工作中，我们开发并描述了cFMD，这是收集数千个新测序和公开发表的食物宏基因组后形成的资源，提供标准化的宏数据和数据产物，”作者解释说。

研究人员利用宏基因组数据整理出10,899个宏基因组组装的基因组序列，代表了1,036种原核生物和108种真核生物，其中包括320个以前未曾描述过的分类群。

在深入研究物种水平的基因组序列时，他们观察到“不同类食物内部和之间存在显著的微生物多样性”。乳制品中的微生物组差异尤为明显，而发酵饮料中的微生物特征则趋于一致。

同样，研究人员还发现，与来自其他地方的同类食物相比，来自特定地方的食物在微生物方面可能更为相似。

研究人员随后还将食物微生物序列数据与宏基因组数据（cMD）中的宏基因组数据进行比较，后者覆盖了39个国家的19,833个人类肠道或口腔微生物组。

通过这些分析，他们估计人类肠道微生物组中约有3%的微生物来自食物，尤其是某些微生物物种和菌株。根据cMD资源中2,892名婴儿的宏基因组数据，婴儿肠道微生物组的这一比例上升至56%。

“通过整合我们之前整理的数千个肠道宏基因组，我们能够更准确地估计食物与人类微生物组之间的潜在重叠程度，” Segata解释说。

他还指出，研究团队目前正在开展研究，以便找到对人类肠道及其他微生物组影响最明显的食物，包括对健康有影响的食物微生物。

“cFMD资源有助于我们了解食物微生物组及其在塑造人类微生物组方面的作用，并支持未来将宏基因组学应用于食品质量、安全和认证，”作者在文中写道。