Szennyvíz_CSI_illusztráció.jpg

Több ezer fertőző betegség lesz nyomon követhető a szennyvíz segítségével

Az ELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék kutatói egy európai együttműködés keretében átfogó tanulmányban mutatták be a szennyvízben előforduló fertőző betegségek monitorozására fejlesztett új módszert, amely segíthet azonosítani, hogy a betegségeket okozó baktériumok, vírusok és az antimikrobiális rezisztencia emberekből, állatokból vagy a környezetből származnak, így egyszerre több ezer fenyegetés forrását is képes feltárni.

A kezeletlen szennyvíz egyre jelentősebb forrása az anonim egészségügyi megfigyeléseknek a nagyvárosi lakosság körében. Ez a megközelítés már a Covid–19-járvány idején is fontos eszköznek bizonyult a vírus koncentrációjának nyomon követésére, azonban az erre alkalmazott PCR-módszerek hátránya, hogy egyszerre csak egy adott kórokozót képesek kimutatni. A metagenomikai alapú módszerek – amelyek a metagenomot, vagyis az adott mintában található élőlények DNS-állományának (genomjának) összességét vizsgálják – lehetővé teszik akár több ezer potenciális patogén egyidejű nyomon követését is.

A Csabai István kutatócsoportjában dolgozó Becsei Ágnes közreműködésével zajló vizsgálat során a VEO H2020 európai kollaboráció kutatói metagenomikai módszerekkel vizsgálták, hogyan segíthet a szennyvízben található baktériumközösségek viselkedésének elemzése a jövőbeli járványok megelőzésében. A Budapesti Központi Szennyvíztisztító Telepről három év alatt gyűjtött minták mellett még négy másik európai város – Bologna, Koppenhága, Róma és Rotterdam – mintáit elemezték egy új metagenomikai megközelítéssel, amely a baktériumközösségek változásait követi nyomon.

Az értékes adatok kinyerése azonban nem egyszerű feladat, hiszen a szennyvíz összetett közeg, amelybe emberekből, állatokból, növényekből, valamint a talajból és a csatornarendszer saját élővilágából is kerülnek baktériumok. Ráadásul a szennyvíz bakteriális összetétele időben is változó. A kutatás során kidolgozott innovatív módszerrel meghatározható, hogy a  baktériumok, vírusok és antimikrobiális rezisztencia gének emberi, állati vagy környezeti forrásból származnak.

Az alkalmazott módszer során a szennyvízminták DNS-tartalmát szekvenálják, majd a szekvenciákból bioinformatikai módszerekkel rekonstruálják az egyes mintákra és helyszínekre jellemző baktériumok genomjait. Ezt követően a baktériumokat hálózatelméleti módszerekkel közösségekbe rendezik. A közösségek vizsgálata során világossá vált, hogy minden városnak megvannak a saját, egyedi baktériumközösségei, amelyek közül egyesek szezonálisan jelennek meg a szennyvízben. Emellett a potenciálisan azonos forrásból származó baktériumok jellemzően egy közösségbe rendeződnek. Például az emberi bélmikrobiomból származó baktériumok különálló közösségeket alkotnak.

Ezek a megfigyelések különösen fontosak, hiszen bár a metagenomikai alapú vizsgálatok jelenleg még költségesebbek, óriási potenciállal bírnak a környezeti monitorozás területén, mivel lehetővé teszik a szennyvízben található több millió mikroorganizmus egyidejű vizsgálatát. Ráadásul a módszer értéke az idő előrehaladtával növekszik, a folyamatosan gyűjtött adatok révén egyre pontosabb elemzések végezhetők majd, miközben a fajlagos költségek is csökkennek.

A kutatásról szóló cikk a Nature Communications folyóiratban jelent meg.

Forrás és fotó: ELTE

Ez is érdekelheti

Megalakult az Élvonal alapítvány

Az Élvonal Program megvalósítása érdekében hivatalosan is megalakult az Élvonal Csúcskutatási és Tehetséggondozó Alapítvány, amely a világszínvonalú csúcskutatást és a tehetséggondozást kapcsolja össze egyetlen, hosszú távra tervezett intézményi keretben – mondta el november 25-én az MTI-nek Krausz Ferenc Nobel-díjas fizikus, az Élvonal alapítvány kuratóriumának elnöke.

Boros Dániel mikrobiológus: Tudomány nincs filozófia nélkül

A filozófus szülők által felnevelt Boros Dániel tizennégy éves koráig zenélni tanult, majd Cambridge-ben szerzett molekuláris biológia mesterdiplomát.

Magyarország legnagyobb fái kitartásra tanítanak

Kállai Márton fotográfus öt éven át járta az ország minden zugát ismert és ismeretlen fák után kutatva, most pedig végre kézbe vehető a Matuzsálemek című album.

Átadták a BISEL program idei díjait

Átadták az idei BISEL verseny és Az év BISEL fotósa 2025 pályázat díjait november 18-án Budapesten. A 2024–2025. évi versenyt Vízi életközösségek címmel hirdették meg, a versenyen harmincegy iskolából összesen ötvenkét csapat vett részt.