人體微生物群系中的「暗物質」，將為我們帶來重大醫療寶藏？
我們的身上，從皮膚表面到口腔、腸道等，都有難以計數的微生物與我們共生著，稱為「人體微生物群系」 (human microbiome)，不論是益生菌或是伺機性病原體，都與我們的健康息息相關。然而，人體微生物群系中，還存在著大量「暗物質」─ 也就是，研究人員就算改變分離或培養條件也無法取得的微生物 (包括細菌、真菌等)。一旦無法取得菌株，便無法以傳統方式良好地了解其基因組，例如，對其基因加以註解。
與我們共生著的微生物，會透過兩個途徑影響著我們：微生物代謝的產物 (如短鏈脂肪酸)，以及它們產生出來的免疫原性物質 (具有刺激免疫反應能力的物質)，影響的層面諸如過敏反應、肥胖代謝疾病、自體免疫疾病、心血管疾病、腸胃道癌症、肺癌發生機率、退行性神經疾病等。
而近年對於這些「暗物質」的研究，也顯示出了它們的價值，例如：發現部分代謝產物是人類的免疫調節劑，糞便微生物群移植 (FMT) 和活菌治療也證實，改變菌相，就可以改變生理狀態、甚至是疾病狀態。儘管我們知道它們的重要性，但無法取得菌株，我們又該如何從中挖掘寶藏呢？
在過去幾年，許多致力於微生物群系研究的公司，都在尋找與「小從感染、大至中樞神經系統疾病」相關的菌株，並努力克服研究障礙。
其中，DeepBiome Theraputics 公司建立起一個平台，利用所謂的「讀-寫測試軸」 ─ 讀取混合樣本中的 DNA 序列訊息、由其中篩選出有意義的序列，再以 DNA 合成的方式取得該基因、甚至基因組，藉此跳過「無法培養該菌株以取得其 DNA」的障礙。目前已經分析並累積了好幾 TB (terabytes; 兆位元組) 的人體微生物群系數據，並使用了深度學習和其他新穎運算法進行分析與篩選，以找出具有潛力的候選藥物。由於這是綜合了微生物學的觀點、並由健康人體的微生物群系中分析所得，因此這些候選藥物將十分可能會具有生物活性。
該公司的平台，起初是將重點放在自體免疫疾病上，現在也計畫著將相同方法運用至其他「微生物群系佔有重要角色」的領域。只是，目前仍有兩個需要克服的挑戰：DNA 合成成本與篩選方法。不過，隨著技術純熟，DNA 合成成本已逐漸降低；至於篩選方法，則有賴於一些新興技術，例如網路應用平台 L1000 fireworks display (L1000FWD)、單細胞定序等。該公司也堅信著，透過「讀-寫測試軸」，將可釋放隱藏在人體微生物群系中、一類全新的生物學見解，透過解析如同人類「第二個基因組」的微生物群系，也將為我們提供大量新興治療方向。
微生物的暗物質....
