由微生物群落绘制元基因组图谱

对全部物种及其所有潜在分子进行建模，所需的信息究竟有多少呢？地球上的物种总数估计有数万亿，而我们刚刚开始绘制关于这些物种及其相互作用的图谱。在世界各地，人们开始大规模绘制微生物和环境的DNA。例如，“地球微生物组计划”，该计划从大量栖息地中搜寻新物种，绘制它们的多样性和功能；“极端微生物组计划”，该计划致力于寻找嗜极生物并检测它们的DNA，以此评估它们的适应性指标（更多内容见第5章）。另外，地铁和城市生物群落的元基因组学、宏设计（MetaSUB）项目已经测序了包括100多个城市的数千个样本。2020年第一批数据公布，这些数据来自大卫·丹科（David Danko）、丹妮拉·贝兹丹（Daniela Bezdan）及150余个城市联盟的研究。在公布时，这些数据只包括地球上的城市，然而，除此之外，研究人员还找到了约430万个新基因及10000多个新病毒种类。这说明，在500年计划的第二阶段和第三阶段，大量未知的新基因等待挖掘。

这个由细菌、病毒、真菌、古细菌、人类和其他细胞、分子等组成的系统规模，比元基因组的规模更大。有关微生物组和元基因组的研究是NASA和其他太空机构的优先任务，被称为建筑环境微生物学（MoBE），这是由斯隆基金会的保拉·澳尔斯维斯基（Paula Olsiewski）开创的领域。所有的MoBE领域，从住宅到地铁再到空间站，都代表了一个目前“意外”为其居民设计的生态系统。但从历史上看，对其进行测绘和定性一直是一项困难的任务。

2018年，地球生物基因组项目启动，旨在对地球上所有复杂生命的约150万个基因组进行测序，英国的达尔文生命之树项目也正式启动。该项目由不同小组合作完成，对不列颠群岛的66000多个真核生物进行测序。惠康—桑格研究所与英国各地的机构、博物馆、大学合作，成立基因组测序研究中心，将在发掘遗传密码的生成方面发挥核心作用。由此，一个非凡的、有史以来第一个地球规模的基因组地图诞生。但是，这项浩大的工程仅包括了地球中的一切，然而，该如何对整个太空进行这种操作呢？

我们对空间站元基因组的大部分了解都来自美国宇航局喷气推进实验室（JPL）的卡斯图里·文卡特斯瓦兰（Kasthuri Venkateswaran）博士和尼亭·辛格（Nitin Singh）。2000年以来，研究人员陆续发现了生物体迅速适应太空的证据，其中包括抗生素的抗药性，其会对机组人员的健康和安全带来直接影响。各种取样工作表明，这些生物体仍在适应阶段，但它们不一定会变得具有危险性，它们产生的影响主要取决于具体情况和时间。2015年以前，国际空间站无法实时监测这些变化，后来，一个与之有关的设想出现了。