污泥测序：高通量单细胞方法揭示新物种和遗传多样性

活性污泥对于去除废水中的污染物至关重要，了解其所蕴藏的多样化微生物群落一直是一项艰巨的任务。传统方法无法捕获微生物相互作用的全部范围。由于这些限制，研究人员认识到需要进行单细胞水平研究，以更深入地了解微生物异质性。

由香港大学及发表在环境科学与生态技术2024 年 9 月 19 日，该研究对香港一家污水处理厂的样本进行了单细胞测序。该方法克服了传统宏基因组学的限制，揭示了微生物群落内复杂的遗传网络，并为抗生素提供了新的视角基因转移。

研究小组对 15,110 个微生物细胞进行了测序，将它们分类为 2,454 个单扩增基因组箱，发现 27.5% 代表以前未分类的物种。 1,137 个 ARG 以及大量质粒和噬菌体的鉴定强调了物种之间频繁的水平基因转移。

人们发现质粒有助于传播 ARG，引发了人们对抗生素耐药性潜在传播的担忧。研究结果强调需要对废水系统进行更密切的监测，以防止风险。

这项研究标志着高通量单细胞测序首次应用于分析活性污泥（AS）微生物组。分析检测到 1,137 种抗生素耐药性、10,450 个质粒片段和 1,343 个噬菌体重叠群。质粒（12,819）和噬菌体（184）宿主的共享关系表明水平基因转移的频率很高。此外，一组 1,529 个宏基因组组装的基因组用于进一步对 98 个先前未分类的 SAG bin 进行分类。

高级研究员张童教授表示：“我们的研究强调了单细胞测序在揭示废水处理中隐藏的动态方面的力量。这些关于抗生素抗性基因转移的发现为改进监测和缓解策略铺平了道路。对于在“同一个健康”方法下保障公众健康至关重要。”

该研究具有广泛影响，特别是在增强过程并遏制抗生素耐药性的蔓延。在单细胞水平上追踪 ARG 的能力可能会影响未来和公共卫生措施，同时也为其他生态系统（例如土壤和人类肠道）的应用开辟了新途径。

由 TransSpread 提供