研究背景和意义
宏基因组学研究的对象是特定环境中的总DNA，然而，运用现有DNA提取技术究竟能回收环境中多少种微生物的核酸信息仍不清楚，而且所得到的DNA又会被严重剪切，无法满足构建大片段环境宏基因组文库的要求，导致了“基因遗漏”现象。
微生物培养组学的基本思路是采用多种培养条件得到菌落，再利用MALDI-TOF质谱技术和16S rRNA法做鉴定，该方法能够鉴定的肠道物种至少是宏基因组学方法的两倍。2016年，一篇关于微生物培养组学的研究报道发表在《Nature Microbiology》上，该研究通过对比选出了最优的培养条件，鉴定出1057个原核生物物种，其中531种为新发现的人体肠道菌群。这是世界培养组学的引领者Didier Raoult及其团队报告给全世界的重要成绩。接下来，毅小新为大家解读这篇文献。
样本处理
为了研究肠道微生物的多样性，作者分析了943个不同的粪便样本及30种小肠和结肠样本，这些样本来自不同区域，包括欧洲、非洲、波利尼西亚和印度等国家和地区，其中有健康的个体样本，还有不同疾病的患者样本。样本在干冰条件下运输，分装后冻存在−80 °C 条件下，在7天至12个月内进行使用。
方法和结果
将973个样本通过血培养瓶进行培养，再经琼脂培养基传代培养，利用MALDI-TOF对901364株克隆进行检测，最终分离出了1057个细菌种，其中包括新发现的531个菌种。在新发现的菌种中包括非肠道细菌146例，非人类细菌187例，非人类嗜盐古菌1例，未知细菌197例。
经MALDI-TOF检测后获得了270万个谱图，并且对MALDI-TOF未鉴定的1258个菌种做了16S rRNA扩增和测序鉴定。
下图展示了针对人体肠道细菌和古生菌的不同的培养组学研究，横轴的上部分表示能够采用培养组学鉴定出的结果，下部分表示仅由其他实验室鉴定出的结果。从图中可以明显地看出该培养组学研究在人体肠道微生物鉴定中发挥的主要作用。
研究结论
1、近年来，随着宏基因组技术的发展，对原核生物的纯培养逐渐被忽视，但纯培养对阐明这些微生物的功能却是必需的。
2、微生物培养组学综合利用多重培养条件、运用MALDI-TOF及16S rRNA测序进行鉴定。
3、通过这种方法，鉴定出1057个原核生物物种，其中531种为新发现的人体肠道菌群。
4、与宏基因组学方法相比，培养组学能够鉴定的肠道物种至少提高了一倍。
人体微生物与多种疾病如感染性疾病、肥胖症、糖尿病、肝病、冠心病以及肿瘤等存在密切关系，目前人体微生物在多种疾病发生发展中的作用机制研究尚处于初级阶段，而通过培养组学就能发现更多的微生物。毅新质谱专注于微生物的质谱鉴定等研究，开展了口腔、肠道微生态及同源性分析等服务平台和微生物质谱鉴定产品，进一步推动了微生态与疾病关系的研究。
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参考文献：
[1] Green B D, Keller M. Capturing the uncultivatedmajority. Current Opinion in Biotechnology, 2006, 17(3):236-240.
[2] Von W F, Göbel U B, Stackebrandt E. Determinationof microbial diversity in environmental samples: pitfalls of PCR-based rRNAanalysis. Fems Microbiology Reviews, 1997, 21(3):213-229.
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