2016年6月21日,威爾康奈爾醫(yī)學院啟動了一項名為“全球城市采樣日”的活動,開啟了新的國際抗生素耐藥性研究。該活動跨越了六大洲,32個國家和54個城市,研究人員以及志愿者們將從地鐵、公交、飛機和其他人群集中的交通公共場所采集1.2萬份DNA、RNA和微生物樣本。
構建城市微生物組的遺傳和表觀遺傳圖譜
研究人員從交通樞紐處采集樣本后,對樣本進行測序和分析,并利用這些數(shù)據(jù)構建一張遺傳和表觀遺傳圖譜,詳盡描述每一個微生物組。這些數(shù)據(jù)將幫助來自探索大挑戰(zhàn)(Grand Challenges Explorations)MetaSub全球聯(lián)盟計劃的科學家們,更好地理解城市中心區(qū)的抗生素耐藥性,同時尋找微生物合成的、新的、自然存在的藥物(被稱為生物合成基因簇)。該項研究的結果將分享給當?shù)氐墓残l(wèi)生官員和城市規(guī)劃者,以期幫助他們利用這些數(shù)據(jù)使城市變得更加安全,更具抵御能力。
Ben Kallos議員和威爾康奈爾醫(yī)學院的生理學、生物物理和計算基因組學副教授,該項目首席研究員Christopher Mason博士一起啟動了紐約的樣本采集工作, Kallos議員說:“‘全球城市采樣日’給我們一個機會去了解,每天有600多種不同的微生物和紐約人一起搭乘地鐵。我們非常感激威爾康奈爾醫(yī)學院,Mason博士以及上百名愿意幫助我們了解城市健康狀況的志愿者們。”志愿者們對上東區(qū)的地鐵站進行擦拭從而收集樣本。
Mason博士說:“每當我環(huán)顧一間房或者某個地鐵站的時候,總在想:這里有什么?通過這項工作,我們可以回答這個問題了。不僅僅是紐約,我們甚至可以研究全球所有地方。這是一項能從遺傳水平理解我們生活的世界的長期項目。”
多時區(qū)多城市的采樣計劃
采樣日將從每個城市當?shù)貢r間中午12:00開始,從奧克蘭到墨爾本、澳大利亞,然后是亞洲城市,其中包括香港、北京、東京和韓國首爾。之后還會繼續(xù)根據(jù)城市的時區(qū)推進該項目。樣本采集工作將在除南極洲外的每個洲,包括新德里、莫斯科、德黑蘭、多哈、約翰內(nèi)斯堡、羅馬、巴黎、奧斯陸、布宜諾斯艾利斯和波哥大等城市開展。很多美國城市也參與其中,包括波士頓、芝加哥、洛杉磯、舊金山和西雅圖。Mason博士表示,“這就好像等同于慶祝新年,將遺傳學環(huán)繞地球傳遞一圈。”
整個項目雖然會在不同地區(qū)采集樣本,但采樣手法一致。用尼龍紗布收集樣本,然后放入無菌液中確保每個樣本在運輸中都能保持穩(wěn)定。研究人員在采集點,將每個樣本信息錄入手機app中,包括地理位置、樣本位置數(shù)據(jù)、當前溫度、相對濕度、收集點表面信息(混凝土、木材、塑料等材料信息)、時間以及其他環(huán)境因素,并在每個采集點拍照存檔。每個樣本會在本地進行分析或者凍存后送到中央處理中心進行測序。大量的數(shù)據(jù)收集和照片文檔將幫助實驗員“確認他們拿到了來自正確地點的正確樣本以及對應的正確圖片。”
雖然樣本采集過程一樣,但相似的也僅僅只有這個過程。因為每一個參與的城市都是獨一無二的,每個城市都有自己的樣本采集計劃,具有不同的人群、位置、參與收集者數(shù)量以及其他變量。例如在阿拉斯加州費爾班克斯沒有地鐵,因此樣本采集是在公交站點或者公交線路上;而在紐約,研究人員還會查看運輸中心以外的地方,在1.8英里長的郭瓦納斯運河進行采樣,這是美國國家環(huán)境保護局的有毒廢物堆放點的污染水體。里約熱內(nèi)盧、蒙得維的亞、烏拉圭等城市會從海灘沙和淺海灘水域采樣,這些項目被稱為MetaBeach。而有的城市,例如波士頓,會從下水道系統(tǒng)中采樣,被稱作MetaSew。
除了在每個城市中不同地點采樣,一些當?shù)氐墓ぷ餍〗M還會進行其他工作。波士頓的小組會進一步查看采樣表面除了死細胞外還有多少活細胞,有大約一半的當?shù)匦〗M會將活細胞帶回實驗室并嘗試培養(yǎng)其中的一些細菌。
里約熱內(nèi)盧的小組不僅會在6月21日采集樣本,還將繼續(xù)在今年8月即將舉行的奧林匹克大會的前、中、后期進行采樣工作。其中涉及人類DNA、昆蟲DNA和細菌DNA,進而分析奧林匹克中、后期所發(fā)生的變化。工作人員假設這些變化與來自不同國家的人數(shù)成正比。
(審核編輯: 滄海一土)
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