先前的研究表明,不同人類生活環境的微生物群落之間存在差異,甚至同一室內環境的不同元素之間也存在微生物群落的差異,如門把手、牙刷和淋浴噴頭作為家庭環境中的元素,具有不同但經常交叉的類群。對建筑環境微生物群的研究主要集中在細菌成員或非細菌病原體上,盡管病毒很重要,但對病毒在建筑環境中所扮演的角色的研究卻非常有限。
在西北大學牽頭的一項新研究中,微生物學家發現淋浴噴頭和牙刷上充滿了種類極其豐富的病毒,其中大多數都是被首次發現。但好消息是這些病毒并不以人類為目標,而是以細菌為目標,這些進攻細菌的病毒通常被稱為“噬菌體”,它們會鉆到細菌體內進行復制和繁殖,最終殺死細菌。
本研究使用宏基因組測序技術評估了96個淋浴噴頭樣本和34個牙刷樣本,利用為病毒組研究設計的生物信息管道確定了這些環境中的噬菌體,研究了它們與細菌群落的聯系,并描述了它們在塑造它們的視角微生物組以及影響與這些環境相互作用的人類的健康方面發揮的潛在作用。
與淋浴頭樣本相比,牙刷樣本的宏基因組覆蓋率較低,宏基因組序列多樣性的上界和范圍較高,表明牙刷樣本的微生物群落更多樣化。
考慮到淋浴噴頭和牙刷都以自來水作為微生物群落的輸入途徑,因此研究人員預計二者的群落組成會有一些重疊。他們比較了兩種樣本類型中排名最高的細菌類群的相對豐度和排名最高的病毒類群的歸一化豐度,這些樣本總共包含614種不同的病毒,而且沒有任何重復。淋浴噴頭和牙刷之間的病毒類型也基本沒有重疊,而且任何兩個樣本之間幾乎沒有重疊。每個淋浴噴頭和每個牙刷就像是孤立存在小島,這凸顯了病毒驚人的多樣性。
雖然在樣本中沒有發現病毒分布的規律,但團隊確實注意到分枝桿菌噬菌體比其他類型的噬菌體更多,這是一種感染細菌并在細菌內部復制的病毒。盡管研究人員對它們知之甚少,但噬菌體最近因其在治療抗生素耐藥性細菌感染方面的潛在用途而受到關注,因此,也許潛伏在我們浴室中的以前未知的病毒可能會成為探索這些應用的材料寶庫。
西北大學麥考密克工程學院土木與環境工程副教授Erica M. Hartmann 領導了這項研究,他表示在這項研究中他們發現了許多之前知之甚少的病毒,以及許多其他以前從未見過的病毒:“我們周圍有這么多未開發的生物多樣性確實令人非常驚訝。我們甚至不必走很遠就能找到它,因為它就在我們的眼皮底下。”
但是,大家也不必恐慌,Hartmann告誡人們不要擔心生活在我們浴室里的看不見的病毒群落,因為雖然微生物無處不在,但其中絕大多數不會讓我們生病。Hartmann表示我們可以將淋浴噴頭浸泡在醋中以去除鈣堆積,或者簡單地用普通肥皂和水清洗,而不是拿起漂白劑,因為你用消毒劑攻擊它們的次數越多,它們就越有可能產生耐藥性或變得更難治療。此外,人們應該定期更換牙刷頭,但是Hartmann不喜歡抗菌牙刷,她說這會導致抗生素耐藥性細菌。
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