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

Az AI-korszaktól a Z generációig – Izgalmas témák, érdekes vendégek a 12. Brain Bar jövőfesztiválon

Világraszóló magyar sikertörténetek, tanulás és karrier az AI-korszakban, a mentális egészség megőrzésének lehetőségei – egyebek mellett ezekről a témákról is szó lesz az idén tizenkettedik alkalommal jelentkező Brain Bar fesztiválon, szeptember 17–18-án a Magyar Zene Házában.

Itália első orvosnője örökre megváltoztatta a gyermeknevelésről alkotott képünket

1870. augusztus 31-én született a modern pedagógia egyik legnagyobb egyénisége, Maria Montessori, akinek a gondolatai mára már evidenciák, de a harmincas években még el kellett menekülnie a fasiszta Olaszországból. Ma már a szülői blogokon is feltűnnek a jól idézhető meglátásai, például hogy a gyermek számára fontosabb a személyiség fejlődése a tananyag bebiflázásánál.

Ötszáz éve szenvedtünk történelmi vereséget a törököktől Mohácsnál

Ötszáz éve, 1526. augusztus 29-én zajlott le a középkori magyar állam bukását hozó mohácsi csata, amely fordulópontot jelentett a magyar történelemben. A két nagyhatalom közé ékelt, meggyengült Magyarország hamarosan két, majd három részre szakadt. Mohács a nemzeti tudatba „nemzeti nagylétünk nagy temetőjeként” vonult be.

A látcső, amellyel Galilei a jövőt is felfedezte

Azt mondta Galilei, hogy a világegyetem nagy könyve előttünk van, de nem érthetjük meg, amíg nem tanuljuk meg a nyelvét. Számára a nagy könyv maga a csillagos ég volt, amit az általa kifejlesztett látcsővel „olvasott el”. Galilei először pillantotta meg a Hold felszínét, 1609 augusztusában a velencei Szent Márk-bazilika harangtornyában mutatta be a dózsénak a távcsövét.