Los investigadores han utilizado los más pequeños del mundo, Dispositivo de secuenciación de ADN del tamaño de un teléfono inteligente para monitorear cientos de bacterias diferentes en un ecosistema fluvial.

Escribiendo en el diario eLife , el equipo interdisciplinario de la Universidad de Cambridge, REINO UNIDO, proporcionar pautas prácticas y analíticas para el uso del dispositivo, llamado MinION (de Oxford Nanopore Technologies), para monitorear la salud del agua dulce. Sus pautas prometen un enfoque significativamente más rentable y simple para este trabajo fuera del laboratorio, en comparación con los métodos existentes.

Los remeros y nadadores en Cambridge se ven afectados regularmente por infecciones transmitidas por el agua, como la enfermedad de Weil, a veces conduce al cierre público de las vías fluviales icónicas de la ciudad. El seguimiento de las especies microbianas en el agua dulce puede ayudar a indicar la presencia de microorganismos causantes de enfermedades e incluso la contaminación del agua. Pero las pruebas tradicionales para bacterias de agua dulce a menudo requieren laboratorios bien equipados y métodos complejos para cultivar colonias de especies bacterianas individuales.

"La medición directa de todos los rastros de ADN bacteriano en agua dulce, un enfoque conocido como metagenómica, es una alternativa valiosa, pero aún requiere grandes, equipos costosos que pueden ser difíciles de operar, "dice Andre Holzer, co-primer autor y Ph.D. estudiante del Departamento de Ciencias Vegetales, Universidad de Cambridge. "Nuestro objetivo era describir las especies bacterianas presentes en el río Cam utilizando la nueva tecnología de secuenciación de ADN portátil".

El equipo utilizó el dispositivo MinION para secuenciar el ADN de grupos enteros de microorganismos encontrados en muestras de agua del río Cam. Pero antes de que pudieran usar los datos de la secuencia, necesitaban optimizar sus métodos experimentales y software de análisis. "Era esencial tener en cuenta la calidad de este nuevo tipo de información de secuencia de ADN bacteriano, "Explica Holzer." Probamos muchos algoritmos diferentes para procesar los datos para encontrar los métodos más precisos ".

Luego, los investigadores utilizaron sus pautas optimizadas para analizar los datos y medir con éxito las proporciones de cientos de especies bacterianas diferentes presentes en el agua. Tomaron muestras de nueve sitios diferentes a lo largo del río, a menudo muestreando los sitios en tres puntos de tiempo diferentes para poder comparar las proporciones de especies en diferentes lugares y estaciones.

El equipo también pudo distinguir estrechamente relacionados, especies microbianas nocivas de las no dañinas. Comparando las muestras de diferentes ubicaciones, encontraron que había más bacterias potencialmente dañinas y aquellas asociadas con las aguas residuales aguas abajo de las más construidas, Zonas urbanas del río. Los análisis de seguimiento químico de las muestras de agua recolectadas de las mismas áreas urbanas revelaron una tendencia coincidente de aumento de la contaminación de las aguas residuales en esas áreas.

"Nuestro trabajo muestra cómo MinION y la tecnología de secuenciación de ADN asociada pueden usarse en el monitoreo efectivo de la salud del agua dulce, "dice Lara Urban, co-investigador principal del trabajo y ahora miembro de investigación Alexander von Humboldt en la Universidad de Otago, Nueva Zelanda. "Esto amplía las aplicaciones existentes de la tecnología, que incluyen el seguimiento preciso de las transmisiones virales entre pacientes durante el reciente ébola, Brotes de virus Zika y SARS-CoV-19 ".

"Esperamos que nuestros resultados animen a otros científicos y colectivos independientes a participar en pruebas simplificadas de gestión de agua dulce y biodiversidad en todo el mundo". "concluye el autor principal Maximilian Stammnitz, un doctorado estudiante del Departamento de Medicina Veterinaria, Universidad de Cambridge.