微生物与人类的相互作用贯穿了人类数百万年的演化历史，数以亿计的的微生物与人类共生，参与到人类体内营养的合成与毒素的分解，在人类健康及其与环境的高度互动中扮演了重要角色。
人类利用微生物进行生产实践
（食品发酵）
的行为由来已久，由此形成并发展出古人群相关的生活习惯、技术文化和生业模式，而人类的迁徙活动和应用偏好又可能对微生物本身的演化产生重要影响。
2024年9月25日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所
付巧妹
团队联合中国科学院大学人文学院
杨益民
教授及新疆文物考古研究所、新疆大学、国家文物局考古研究中心等多家单位，在国际顶尖学术期刊
Cell
上发表了题为：
Bronze Age cheese reveals human-Lactobacillus interactions over evolutionary history
（青铜时代奶制品揭示进化尺度上人类与乳酸菌的相互作用历史）
的研究论文。
这项研究是
国际首个古代奶制品遗存宏基因组研究，被选为
Cell
重点推荐论文
。该研究发现古代开菲尔乳酸菌存在欧洲和东亚两个重要分支，且古代新疆开菲尔乳酸菌位于东亚分支基部，揭示出开菲尔乳酸菌及开菲尔酸奶制作工艺的另一独立的、从新疆传播至东亚内陆的新传播路线，为厘清新疆塔里木盆地古人群的生活方式及技术文化的交流发展提供了全新而独特的遗传学证据。此外，研究通过比较古代和现代开菲尔乳酸菌菌株的功能性基因，
发现开菲尔乳酸菌在过去数千年里与耐药机制、细菌自身免疫及减轻人类肠道炎症反应相关的功能性基因发生演变，揭示出进化时间尺度上乳酸菌与人群协同演化、互利共生的分子机制。
这一发现对于深入理解古代人类技术文化的传播交流、共生微生物遗传多样性的形成机制及现代微生物抗性基因的富集有重要科学意义。
围绕人类与微生物互动机制这个极具挑战性和趣味性的科学问题，研究团队以
古代发酵微生物DNA
为突破口，揭示乳酸菌的引入、传播及在长时间驯化条件下基因组功能元件的演变历程，用前所未有的古分子证据揭开过去人群对微生物的应用驯化和传播交流历史。上述工作得过国际学界的高度评价和认可，多位国际专家评价“
这是领域里很罕见的挖掘全新数据的古DNA研究
”，“
这一首例来自考古样本的共生微生物基因组意义重大，为欧亚草原中部人群的迁徙交流与微生物驯化历史带来新认识
”。
首先，要从“最古老奶酪”中获得可供分析的古代乳酸菌基因组并非易事。新疆小河墓地出土的距今3500年的“奶酪”样本是迄今发现最早的奶酪制品，在此前通过古蛋白质组学被鉴定为开菲尔奶酪，其来源自开菲尔酸奶，由开菲尔粒
（类似酒曲）
在奶中发酵而成。由于长时间埋藏在地下，样本所携有目标乳酸菌的DNA含量非常低且被大量外源微生物DNA所污染，即使通过高通量测序技术，测序数据仍然很难达到分析需要的覆盖度和深度。
为提高目标区域的测序质量，
付巧妹
研究团队历经11年探索，自主设计乳酸菌全基因组位点探针，得以从仅含有 0.43-0.55%乳酸菌的开菲尔奶酪样本中捕获富集到64-80%的乳酸菌，使得第一例古代发酵微生物的全基因组研究成为可能。
