從對流層頂部的大氣層到海洋深處，從冰山之巔到生命禁區的沙漠之深，從近百攝氏度的海底火山口到高鹽的鹽湖，都有微生物的身影。在我們的身體上，微生物從 皮膚到我們的腸道，凡是跟外界接觸的地方都有它們的存在。微生物比人類更早的出現在地球上，它們無孔不入、無處不在。目前，美國航空航天局（NASA）的 科學家在追尋宇宙微生物的存在。
地球上存在1萬億種微生物，但其中只有非常小的比例被人描述過
微生物對人類的重要意義
微生物組（Microbiome）是指壹個特定環境中的微生物群，它們生活在壹定環境空間，相互影響並彼此平衡，從而形成了相對穩定的生態環境。微生物不僅能保持生態系統的健康功能，並且影響人類健康、氣候變化、糧食安全等。部分功能性微生物還與人類的慢性疾病相關，如肥胖、糖尿病、哮喘等。它們在農業生產力、生物燃料的生產以及食品加工等領域也發揮重要作用。
事實上，人類對微生物最早的認識，可能是食用發酵變質後的食物引起中毒時的痛苦記憶。後來人類就開始學會使用酵母菌來發酵生產易於消化的食物，如面包、醋 和酒類等。自200年前發酵工業興起之時，人們開始大規模使用工業微生物，其中著名的是酵母菌以及生產各種抗生素使用的工業菌。利用微生物生產阿片類藥物 以及紫杉醇、青蒿素等藥物，也已不再新鮮。有科學家在研究通過微生物來生產人類需要的所有食物、藥品、消耗品等生活所需。目前，基於工業微生物的發酵工業 產值已經超過4000億元，而且人類對工業微生物的需求還在擴大。
在人類曲折的歷史上，微生物也引發了造成大量死亡的流行性疾病，如黑死病、流感、瘧疾等。雖然很多微生物是人類的致病原，但我們也應看到，它們也可產生像青黴素這樣的抗生素。隨著科技的發展以及知識的更新，人們逐步利用微生物來生產疫苗、抗生素等，幫助人們戰勝傳染病。
腸道微生物是近些年的研究熱點，它們寄生在人類腸道中，數量是我們自身細胞的數倍。雖然人類很久以前就已了解到腸道微生物跟人類的關系密切，但直至近些年來，研究者才揭示腸道微生物在人類健康和疾病中起到重要作用。通 過與我們的大腦的關聯，腸道菌群既可控制人類的情緒，還影響我們對食物的喜好。在人體免疫系統方面，研究者發現它們在免疫發展的過程中起到重要作用。微生 物還與人體呼吸性疾病、衰老以及癌癥關系密切。在藥物使用方面，研究者也在關註腸道微生物與抗生素、免疫治療的關系。實際上，研究者已把腸道微生物作為用 藥的對象來對待，腸道菌群儼然已是壹個不可忽視的器官。
研究迅速，了解有限
顯微鏡的出現，讓人們可以觀察微生物的形態。隨著各種微生物培養技術的成熟，人們可以對微生物持續的觀察，並根據形態等特征進行分類。DNA 測序和分子遺傳學的發展，使得16sRNA基因測序成為微生物分類的主要研究方法。而高通量測序技術（Next Generation Sequencing，NGS）的出現則讓大量鑒定微生物成為可能。最近5年，微生物組的研究經常是頂級學術雜誌的常客，甚至每壹期的雜誌都有微生物群落 的論文發表。
但對於地球上究竟有多少種微生物這壹基本問題，至今依然沒有人能給出具體的答案。不僅因為微生物的數量龐大，種類繁多，另壹方面，也是因為研究手段的缺乏，例如僅僅1克濕的土壤中就可能含有1010～1011個微生物個體，種類也可能超過1.6萬種。如果我們想理順它們的功能以及相互間的關系，那麽這壹問題則更為復雜，期待NMI計劃能夠讓我們窺探微生物更多的秘密。