Междисциплинарное глобальное исследование под руководством Университета Оклахомы расширяет понимание микробиомов активного ила для систем очистки и повторного использования сточных вод следующего поколения, улучшенных с помощью инженерии микробиомов. Очистка и повторное использование сточных вод имеют решающее значение для глобального здравоохранения и поддержания численности населения мира, которое, по прогнозам, к 2050 году достигнет 10 миллиардов человек.
«В мае 2014 года мы создали Глобальный консорциум водного микробиома, чтобы способствовать международному сотрудничеству и общению в области глобальных исследований и образования в области водного микробиома», - сказал Джичжун Чжоу, директор OU Института экологической геномики; Джордж Линн Кросс, профессор-исследователь, Колледж искусств и наук штата Огайо; адъюнкт-профессор Инженерного колледжа Галлогли; адъюнкт-старший научный сотрудник Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли; и адъюнкт-профессор Университета Цинхуа.
"В отличие от нескольких других глобальных инициатив, использующих подход "снизу вверх" для сбора микробных образцов, консорциум использовал стратегию отбора проб "сверху вниз" для определения микробиомов процессов активного ила на муниципальных очистных сооружениях, которые представляют собой жизненно важный элемент инфраструктуры для современных городских обществ. В кампании приняли участие 111 исследователей, которые взяли пробы на 269 очистных сооружениях в 86 городах в 23 странах на шести континентах», - сказал Чжоу.
Это исследование является новым по нескольким причинам: (1) оно сообщает о первых всесторонних, четко скоординированных усилиях по изучению глобального разнообразия и биогеографии микробиома активного ила; (2) он документирует очень разнообразный активированный микробиом, содержащий до одного миллиарда микробных филотипов, состоящих из новых видов; (3) он определяет основные глобальные таксоны микробных сообществ активного ила, которые связаны с эффективностью активного ила; (4) это показывает, что микробиом активного ила отличается от микробиомов в других средах обитания; и (5) он обеспечивает понимание механизмов, определяющих состав и функции сообществ активного ила.
Каждый день сточные воды очищаются с помощью процесса активного ила на муниципальных очистных сооружениях и возвращаются в окружающую среду для использования. Этот процесс очистки используется уже более века и на сегодняшний день представляет собой крупнейшее применение биотехнологии в мире, однако не было предпринято никаких усилий для картирования глобального микробиома активного ила. Разработка фундаментального понимания биоразнообразия микробиома активного ила в отношении производительности имеет решающее значение для продвижения и оптимизации этой ключевой технологии для поддержания здоровья окружающей среды.
«Эти беспрецедентные глобальные усилия по отбору проб позволили по-новому взглянуть на микробиологию активного ила», - сказал Брюс Риттманн, директор Центра экологических биотехнологий Biodesign Swette Университета штата Аризона. «Несмотря на гигантские географические различия, микробные сообщества активного ила имеют ядро примерно из 28 бактериальных штаммов, что отражает мощный и уникальный экологический отбор процесса активного ила."
Это обширное исследование является первым случаем систематического изучения чрезвычайно полезных микробных сообществ, участвующих в биологической очистке ежедневных сточных вод от сообществ по всему миру, чтобы понять их фундаментальную структуру и функции. Это представляет собой важное достижение в понимании и поддержании этих важных микробных сообществ», - сказала Лиза Альварес-Коэн, профессор Фреда и Клэр Зауэр Калифорнийского университета в Беркли и старший научный сотрудник Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли.