【译】DNA条形码技术如何预防食物中毒爆发
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大数据文摘翻译作品
作者：Elizabeth Armstrong Moore
翻译：吴霞
校对：孙强
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2012年美国沙门氏菌（salmonella）爆发导致数百人患病，美国食品和药品监督管理局（FDA）迅速从受污染的寿司级金枪鱼（用来生吃的）中分离出了致病的沙门氏菌菌株，并且追溯到了位于印度的鱼肉加工厂（不出意料地，FDA在该厂发现了10处卫生疏忽，其中有四处情节十分恶劣）。（译者吐槽：印度啊同学们，想没想起洗澡唱歌的故事？）
随后在2014年， FDA查出了罗斯食品公司（Ross Foods)生产的奶酪中的致病菌，从而把一场李斯特菌感染爆发遏制在萌芽中。该次感染只造成了7人生病1人死亡。罗斯食品公司也在那之后被关闭。
上述两个公共卫生事件的成功都得益于DNA测序技术，该技术不仅可以帮我们辨别餐桌上的肉类到底来自什么动物，而且可以用于判定食品中可能含有的致病菌的具体菌株。
DNA测序的应用前景相当广泛。从基因水平了解我们的食物不仅是为了我们的健康（考虑到食物过敏、汞超标等等）和钱包（挂羊头卖狗肉可不是中国专利哦），也是为了动物们（有些动物属于濒危物种，或是被非法猎杀的）。
DNA测序通常有两种方式：全基因组测序和部分测序。随着技术更新，两种测序方式都日益快捷经济，有朝一日可能由普通消费者在平板电脑或者手机上即可完成。
当需要辨别物种时－比如你想知道自己正要吃的到底是牛肉还是某不明来源的野生动物－我们就需要借助于DNA条形码技术。DNA条形码的理念是2003年由加拿大研究人员首先提出的。与超市扫描商品上贴的黑白条形码异曲同工，通过检测基因组中某一特定区域的一段很短的遗传序列，我们可以更有把握地判定眼前的食物到底是什么物种，而不必受色泽、形状等的误导。为实现这一分辨物种的目的，部分测序通常就足够了。
2004年启动的“生命条形码（Barcode of Life）”大型项目，旨在用线粒体细胞色素C氧化酶基因（CO1）中一段648碱基对的序列作为标准“条形码”，为几乎所有的动物种类建立一个DNA条形码数据库， 目前已经用于区分除植物外的50万种生物。由于CO1基因在植物中进化过于缓慢，因而不能用于区分植物。
如果需要分辨致病菌的菌株或亚型（比如本文开始介绍的沙门氏菌的案例），全基因组测序则是关键。在不久的将来，一个大型开放的数据库Genome Trakr (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject/183844) 可能会大大加速这一技术的推广。Genome Trakr 是由美国食品药物管理局（ FDA），加州大学戴维斯分校，和安捷伦科技公司（Agilent Technologies）共同组织的，目标是对10万种常见的食源性致病菌进行全基因组测序。迅速准确的确定致病菌，让有关机构可以在初期遏制感染的大规模爆发，并且追踪污染源，从而防止进一步的污染。
Genome Trakr项目已于2012年3月启动，向科研人员和公众健康机构免费开放，并且还在持续扩展中。据项目负责人加州大学戴维斯分校的微生物学家Bart Weimer透露，他们正在对来自中国的1万个基因组进行测序，同时也在和其他国家合作。
洛克菲勒大学的学者Mark Stoeckle 博士曾在2008年带领高中生进行了一项DNA条形码研究，致力于甄别在纽约市出售的鱼类的不实标示（传说中的“寿司门”）。他最近告诉笔者：“最关键的是要有一个好的数据库。DNA测序现在越来越便宜，需要的设备也越来越小。相信在不久的将来我们就会看到手机大小的DNA测序仪了。”
科技公司DNATrek的创始人Anthony Zografos 不久前在接受“科学美国人”（ Scientific American）采访时说，早晚有一天我们在手机上装一个应用（app），扫一下就能知道眼前的食物和它标签上号称的是不是符合，有没有被污染。
DNATrek 从植物中提取DNA 序列，用一种无色无味的材料与天然油脂混合之后喷在食物表面，通过这种方式给食物加上了看不见的条形码。当食物引起的疾病爆发时，在实验室里通过聚合酶链式反应（就是PCR啦）， 只用20分钟的时间就能读取食品上的DNA条形码 ，借此迅速追查到污染源。以前这项任务可能要耗费几周甚至几个月的时间。
克莱默森大学（Clemson University）教授Peter Marko 曾在2004年发表文章，揭露了美国市场上出售的红鲷鱼（一个字，贵）有超过6成其实都是别的鱼假冒的，借助的就是DNA测序技术。在“寿司门”之后， Peter Marko对纽约时报表示“现在的技术让我们能解答在以前不可能找到答案的问题”。
DNA测序技术的原理虽然深奥，操作起来却极为容易，高中生即可胜任。随着这项技术越来越便宜，使用的仪器越来越小，很可能不久的将来每个人在自己的手机上就能进行DNA测序了。
原文链接：
https://gigaom.com/2015/03/09/how-dna-barcoding-food-can-prevent-illness-outbreaks
【译者简介】
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吴霞，北京大学生物本科，宾夕法尼亚州立大学神经生物学博士，现在加州理工学院任研究员。
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孙强，资深生物信息专家，现在服务于美国国立癌症研究所，从事癌症基因组数据库管理工作。热爱大数据，加入大数据文摘志愿者行列一年有余，愿以文会友，广结大数据善缘。旅居美国多年，现在定居于大华府地区。
读过的学校：山东大学，中科院植物所，加大洛杉矶分校( UCLA )
生活过的城市：淄博，济南，北京，洛杉矶，华盛顿
其他爱好：足球，钓鱼，打牌
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