活性污泥微生物群的高通量单细胞测序
Yulin Zhang1, Bingjie Xue1,2,3, Yanping Mao3
1Environmental Microbiome Engineering and Biotechnology Lab, Department of Civil Engineering, The University of Hong Kong, Pokfulam Road, Hong Kong, 999077, China.
Environmental science and ecotechnology
|October 21, 2024
概括
活性污泥 (AS) 的单细胞测序揭示了新型微生物物种和抗生素耐药性基因 (ARG) 的广泛水平基因转移 (HGT). 这种方法增强了对废水处理厂 (WWTP) 中微生物群落的理解,并有助于健康风险评估.
科学领域:
- 环境微生物学环境微生物学
- 生物技术是生物技术.
- 基因组学就是基因组学.
背景情况:
- 污水处理厂 (WWTP) 对于环境保护和公共卫生至关重要,利用活性污泥 (AS) 来清除污染物.
- 转基因组学提供了对微生物群落的洞察,但与基因组异质性,微生物暗物质和宿主细胞遗传联系作斗争.
- 单细胞测序提供了高分辨率,以克服研究复杂微生物组的这些局限性.
研究的目的:
- 在活性污泥 (AS) 微生物群中应用高通量单细胞测序.
- 描述基因组多样性,并在AS中识别新物种.
- 调查抗生素耐药性基因 (ARG),等离子体和菌体在AS中的流行和转移.
主要方法:
- 来自AS的15110个单细胞的高通量单细胞测序.
- 将单增强基因组 (SAG) 集群到2,454个SAG容器中.
- 对ARG,等离子体碎片和菌体结合物的分析.
- 使用1,529个元基因组组装基因组 (MAG) 的补充分析.
主要成果:
- 聚类产生了2,454个SAG容器,其中27.5%代表潜在的新物种 (微生物暗物质).
- 确定了1137个ARG,10,450个等离子体碎片和1343个菌体结合体,其广泛的宿主分布表明频繁的水平基因转移 (HGT).
- 在分类学上使用MAG分类了98个以前未被分类的SAG容器.
结论:
- 单细胞测序是可行的,并且有效地表征AS微生物群.
- 这项研究为AS生态动态和HGT提供了新的见解,特别是关于ARG.
- 这种方法可以监测ARG分布和宿主协会,从而在One Health框架内对健康风险进行评估.
