您好,欢迎光临武汉贝纳科技有限公司
027-62435310 | service@benagen.com | 中文 | English 咨询客服
您现在的位置:主页 > 市场与支持 > 文献解读 >

文献解读|饮水安全新视角:全球家庭饮用水微生物组的基因组揭秘与健康影响探析

 

简介

 

饮用水的生物安全性对于保障公共健康至关重要,但关于家庭自来水中的微生物组特别是潜在致病菌及其功能特性的研究尚处于起步阶段。作者通过对全球范围内的家庭自来水样本进行宏基因组数据分析,旨在深入探究饮用水微生物组的功能特征、健康影响以及潜在的公共卫生风险。最终组装到了大量的高质量宏基因组组装基因组,并重点关注了不同代谢功能模块的多样性、病原菌、抗生素耐药菌的存在和功能。

 

图片

 

英文标题:Functional traits and health implications of the global household drinking-water microbiome retrieved using an integrative genome-centric approach

中文标题:全球家庭饮用水微生物组的功能特征和健康意义

发表时间&期刊:2024.02 & Water Research(IF:12.8)

测序技术:Illumina宏基因组

 

 技术路线 

图片

 

主要结果 

 

1. 组装结果概述

对全球48个城市的116个饮用水宏基因组数据集分箱得到1873个MAGs,以完整性≥50%且污染度≤10%的阈值进行过滤,最终获得859个MAGs用于后续分析,其中29%的MAGs是接近完整基因组(图1a)。847个MAGs归属于27个细菌的门,12个MAGs属于2个古菌的门,占比最多的是变形菌门,最少的是浮霉菌门(图1b)。

 

图片

图1  宏基因组组装基因组(MAGs)和系统发育树

 

2. 饮用水微生物组的功能

859个MAGs共注释到394个完整的代谢模块,与三磷酸腺苷结合盒式-2型转运系统相关的代谢模块显著富集。62个MAGs被认为是核心MAG,其中多数归属于变形菌门。挑选了9类KEGG关键模块进行分析,功能多样性最高的是属于变形菌门的核心MAGs,其次是放线菌门(图2)。

 

图片

图2  62个核心MAGs的功能注释

 

3.饮用水中潜在的耐抗生素细菌

共有58个MAGs携带ARG,其中52个属于变形菌门,说明变形菌门细菌是主要的ARG宿主。共鉴定出74种亚型ARG,最多的是Multidrug,其次是Bacitracin。归属于埃希氏菌属的MAG bin690携带的ARG最丰富,多达38种亚型,占所有检测到的ARG亚型比例的51.4%。

 

图片

图3 携带ARG的MAGs的鉴定

 

4. 饮用水中潜在的致病菌

共42个MAGs含有多种毒力因子基因(VFGs),Adherence、Iron uptake以及Secretion system是主要的VF类别。同样地,bin690含有的VFGs最多,其次是bin26和bin163。4个MAG被认为是潜在致病菌,分别是A.pittii (bin26)、A.junii (bin645)、A.ursingii (bin780) 以及M.iranicum (bin279)。其中bin645和bin780含有可移动遗传元件(MGEs)如位点特异性重组酶,这可能会提高饮用水中ARGs发生水平转移的可能性(图4)。

 

图片

图4 携带VFGs和致病性MAGs的鉴定及地理分布

 

5. MAGs的共生网络

有趣的是,大多数携带VFs的MAGs与不携带VFs的MAGs bin2 (Opitutaceae sp.)及bin410 (Nanopelagicales sp.)聚集在模块I中,病原菌聚集在模块II和模块III中。6个属于分枝杆菌属的潜在病原菌bins形成了两个独立的模块。

 

图片

图5 高风险MAGs的共现网络

 

研究结论

 

该研究强调了家庭饮用水中所发现的病原性和抗生素耐药性细菌可能对公众健康构成风险,且这些细菌的广泛分布令人担忧。网络分析揭示,某些共生微生物可能促进潜在病原体的增殖,提示针对这些微生物的监控或消除有望成为确保饮用水微生物安全的一个前瞻性和有效的策略。

 

参考文献:

Liu Huafeng, et al . Functional traits and health implications of the global household drinking-water microbiome retrieved using an integrative genome-centric approach. Water research. 2024

 

 


Copyright © 2018 武汉贝纳科技有限公司 . All Rights Reserved. Designed by 鄂ICP备2021008976号-2技术支持:中网维优

友情链接

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10