شاخص های ژنتیکی منابع آلودگی مدفوع را در آب های سطحی بهتر شناسایی می کند
“چه کسی در آب ادرار می کند؟” اگرچه بعید به نظر می رسد، علم زیادی پشت این سوال نهفته است. تعیین منبع آلودگی مدفوع – یک مسئله مهم بهداشت عمومی – به سالها تحقیق نیاز دارد. رز راگوت دانشجوی دکترا و پروفسور ریچارد ویلمور از موسسه ملی تحقیقات علمی (INRS) در حال کار بر روی آغازگرهای ژنتیکی هستند، یک توالی DNA کوتاه که به عنوان نقطه شروع برای تعیین توالی عمل می کند. پرایمرها شناسایی منابع بالقوه آلودگی مدفوع، به ویژه در آبی که در محیط های شهری و کشاورزی جریان دارد، ممکن می سازد.کار آنها در مجله Environmental Monitoring and Assessment منتشر شده است.
از آنجایی که آلودگی مدفوع منتشر است، می‌تواند منابع متعددی در چندین کیلومتری منطقه آسیب دیده وجود داشته باشد. بنابراین برای مدیریت این آلودگی باید شاخص های ژنتیکی مناسب در مدفوع یافت شود. برای مثال، آلودگی انسانی ممکن است نشان دهنده معیوب بودن زیرساخت های تصفیه فاضلاب یا نشتی مخازن سپتیک باشد. منبع آلودگی گاو بیشتر احتمال دارد رواناب مزرعه یا مدیریت ضعیف کود باشد.
گروه تحقیقاتی پرایمرهایی را برای شناسایی اکثر پستانداران و پرندگان، که عوامل اصلی آلودگی مدفوع هستند، پیدا کردند. ویلمور توضیح می‌دهد: «برخلاف شاخص‌های باکتریایی که از نظر جغرافیایی با توجه به رژیم غذایی متفاوت هستند، این توالی‌های ژنتیکی کوچک مختص گونه‌ها هستند، زیرا بر اساس DNA میتوکندری هستند.
توالی یابی موثر DNA
این پرایمرها به عنوان نوعی دکمه خواندن برای تجزیه و تحلیل DNA محیطی عمل می کنند. توالی یابی با استفاده از تقویت PCR انجام می شود، همان روشی که در تست های COVID-19 استفاده می شود. پرایمرها به دستگاه می گویند که کدام قطعات DNA باید در تعداد زیادی از نسخه های یکسان تکثیر شوند تا مشخص شود کدام گونه موجود است. با در نظر گرفتن همه گونه ها به طور همزمان، این رویکرد نوآورانه نیاز به انجام آنالیز PCR برای هر منبع ممکن را از بین می برد.
راگو از چهار رودخانه نمونه برداری کرد تا اثربخشی این آغازگرها را در شرایط واقعی نشان دهد. او ابتدا آب را در Rivière L’Assomption که قبل از عبور از یک منطقه کشاورزی از شهر Joliette می گذرد، تجزیه و تحلیل کرد. او همچنین نمونه ای از Rivière Bayonne گرفت که از منطقه کشاورزی بالادست شهرداری Berthierville می گذرد که در آن گاو، خوک و طیور پرورش می یابد.
راگو می گوید: “آلودگی مدفوع انسان و گاو در Rivière L’Assomption یافت شد.” سرریز شدن سیستم فاضلاب در طی طوفان باران چند روز قبل تا حدی این سطح بالای آلودگی را توضیح می دهد. راگو تا پایان دوره دکترای خود به تجزیه و تحلیل نزدیک به 100 نمونه در این رودخانه ها با همکاری بنیاد ریویرز و سازمان های آبخیزداری در منطقه ادامه می دهد.
علاوه بر ردیابی منابع آلودگی مدفوع، پرایمرها برای تعیین اینکه کدام گونه از پستانداران و پرندگان – و همچنین ماهی ها و دوزیستان – در محیط وجود دارند استفاده می شود. ما می توانیم گونه ها را نمایه کنیم و حتی فراوانی نسبی آنها را بر اساس درصد DNA یافت شده بدانیم. ویلمور می‌گوید: برای مثال، ردیابی حضور گونه‌های مهاجم که نسبت به آلودگی مقاوم‌تر هستند، در مدیریت حیات وحش بسیار مفید است. راگو و ویلمور در کار آینده خود این برنامه را بررسی خواهند کرد.
– این بیانیه مطبوعاتی در اصل در وب سایت INRS Institut National de la Recherche Scientifique منتشر شده است.