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

A mindennapok filozófiája – Tuboly Ádám Tamás

Tuboly Ádám Tamás tudományfilozófussal a tudomány mindennapi életünkben való jelenlétéről, arra gyakorolt hatásáról beszélgettünk.

Habsburg-hű szellemben nevelték, mégis a szabadságharc vezetője lett

Háromszázötven éve, 1676. március 27-én született II. Rákóczi Ferenc erdélyi fejedelem, Magyarország vezérlő fejedelme, a Rákóczi-szabadságharc vezetője, akinek születésnapját az Országgyűlés 2015-ben Rákóczi-emléknappá nyilvánította.

Pataki Klára: Az autisták és az ADHD-sok nem kerülgetik a problémát, de a társadalom igen

Pataki Klára az autisták ügyének elkötelezettje, szülőtársaival együtt hozta létre a kilenc évig működő Csillag csoportot a budapesti Kolping Általános Iskola és Gimnáziumban. A Prima Primissima díjas Pataki Klárával beszélgettünk.

Habsburgnak született, de magyarként halt meg a „kis Rákócziként” is emlegetett József nádor

Kétszázötven éve, 1776. március 9-én született József nádor, „a legmagyarabb Habsburg”, akit a bécsi udvarban csak „kis Rákócziként” emlegettek és akinek fontos szerepe volt többek között az Országos Széchényi Könyvtár létrehozásában, a gellérthegyi csillagvizsgáló építésében, a Ludovika megalapításában, a Városliget és a Margit-sziget parkosításában.