Fir d'Studie, verëffentlecht 26. méi an Zell , international Enquêteuren hu bal 5 gesammelt, 000 Proben iwwer eng dräi Joer Period a 60 Stied a 32 Länner a sechs Kontinenter. D'Enquêteuren hunn d'Probe analyséiert mat enger genomescher Sequenzéierungstechnik mam Numm Shotgun Sequencing fir d'Präsenz vu verschiddene Mikroben z'entdecken, dorënner Bakterien, archaea (Eenzellorganismen déi sech vu Bakterien ënnerscheeden), a Virussen déi DNA als hir genetescht Material benotzen. (Aner Aarte vu Virussen déi RNA als hir genetescht Material benotzen, wéi SARS-CoV-2, de Virus deen den COVID-19 verursaacht, wier net mat den DNA Analysemethoden festgestallt ginn, déi an dëser virpandemescher Studie benotzt goufen.)
Dëst Fuerschungsberäich huet wichteg Implikatioune fir Ausbrieche vu béide bekannten an onbekannten Infektiounen z'entdecken a fir d'Prévalenz vun antibiotikresistente Mikroben a verschiddenen urbanen Ëmfeld ze studéieren.
"All Kéier wann Dir an der Metro setzt, Dir pendelt wahrscheinlech mat enger ganz neier Aart, "sot den Senior Autor Dr. Christopher Mason, Co-Direkter vun der WorldQuant Initiative for Quantitative Prediction an engem Professer fir Physiologie a Biophysik bei Weill Cornell Medicine. Den Dr Mason ass och Matgrënner a bezuelte Beroder vu Biotia an Onegevity Health, an e bezuelte Spriecher fir WorldQuant LLC.
Déi aktuell Etude huet zu der Entdeckung vun 10 gefouert, 928 Virussen a 748 Bakterien déi a keng Referenzdatenbanken präsent sinn.
Den Dr Mason huet MetaSUB (kuerz fir Metagenomics a Metadesign of Subways an Urban Biomes) am 2015 gegrënnt, zesumme mam Dr Evan Afshin, deen deemools e Bachelorstudent um Macaulay Honours College um Queens College war an elo e klineschen Matbierger a Physiologie a Biophysik bei Weill Cornell Medizin ass an e bezuelte Beroder fir Onegevity Health.
Déi nei verëffentlecht Studie gouf vum Dr. Mason, David Danko, e Weill Cornell Graduate School Doktorand am Dr Mason Labo wärend der Studie, an Daniela Bezdan, deen e Fuerschungsassociat an der computational Biomedizin bei Weill Cornell Medizin zu där Zäit war.
Duerch Sammele vu Proben vu Mikroben an Analyse vun hiren Genen-kollektiv bekannt als de Mikrobiom-hoffen d'Fuerscher méi iwwer d'Bakterien ze léieren, Virussen an aner Mikroorganismen, déi ënner de Mënsche liewen. Zum Beispill, d'Fuerschung kann hëllefen d'Entstoe vun antibiotikresistente Stämme z'identifizéieren.
Antibiotikaresistenz virauszesoen aus geneteschen Sequenzen eleng ass Erausfuerderung, awer d'Fuerscher konnten e puer Genen mapen, déi bekannt si mat Resistenz verbonnen ze sinn, quantifizéieren hir Iwwerfloss a bestätegen d'Fäegkeet vun de genetesche Marker fir Resistenz ze ginn. Si hu festgestallt datt verschidde Stied méi Resistenzgen hunn wéi anerer, an datt et vläicht Stadspezifesch Ënnerschrëfte fir e puer vun dësen Genen ginn.
Antimikrobiell Resistenz bleift eng grouss global Gesondheetsfuerderung. "Wärend weider Fuerschung gebraucht gëtt, dëse Dataset weist de Wäert a Potenzial fir d'Mikrobiome Kaarten an Iwwerwaachung un, an déi Abléck déi et Dokteren ubitt, Wëssenschaftler an ëffentlech Gesondheetsbeamten, "Sot den Dr Afshin.
Ausserdeem, léieren iwwer déi kleng Molekülle a Proteine, déi vu Mikroben gemaach ginn, kéint och zur Entdeckung vun neien Antibiotike féieren wéi och aner Moleküle, déi de Potenzial hunn als Drogen z'entwéckelen. Vill Antibiotike an Drogen, déi de Moment am Gebrauch sinn, goufen aus mikrobielle Quelle ofgeleet.
Entdeckungen iwwer nei mikrobiell Aarte kéinte och zu neie Labo -Tools an Approche féieren, sou wéi nei Weeër fir de molekulare Editing Tool ze benotzen bekannt als CRISPR. An dëser Etude, d'Fuerscher hunn 838 fonnt, 532 Roman CRISPR Arrays-Ausschnëtter vu viral DNA fonnt a Bakterien-an 4,3 Millioune nei Peptiden (kleng Proteine).
Wéinst dëse Sampling Efforten, Den Dr Mason sot datt hie mat ongeféier 90 Prozent Genauegkeet viraussoe kënnt wou eng Persoun lieft, just andeems se d'DNA op hir Schong sequenzéieren. Vill Faktore goufen fonnt fir d'Mikrobiome vun enger Stad ze beaflossen, inklusiv Gesamtbevëlkerung a Bevëlkerungsdicht, Héicht, Proximitéit zum Ozean a Klima. D'Resultater iwwer dës ënnerschiddlech Ënnerschrëfte kéinte zukünfteg forensesch Studien erméiglechen.
E Mikrobiom enthält molekulare Echoe vun der Plaz wou se gesammelt gouf. Eng Küsteprobe ka Salzliewend Mikroben enthalen wärend e Probe aus enger dichtbevëlkerter Stad opfälleg Biodiversitéit kann weisen, "Sot den Dr Danko.
Dr David Danko, Sozialstudent, Weill Cornell Graduate School.
Drs. De Mason an den Afshin hunn ugefaang mikrobiell Proben am New York City Subway System ze sammelen an ze analyséieren 2013. Nodeems se hir éischt Erkenntnisser verëffentlecht hunn, genannt PathoMap, si goufe kontaktéiert vu Fuerscher aus der ganzer Welt, déi ähnlech Studië fir hir eege Stied wollte maachen.
Den internationale Interesse huet den Dr Mason säi Labo inspiréiert fir MetaSUB ze kreéieren an huet Daniela Bezdan als Fuerschungsdirekter rekrutéiert. "Mir brauche international akzeptéiert Protokoller, Logistik an Zesummenaarbecht mat Wëssenschaftler, Verkeefer, Regierungsbüroen a filantropesch Fundamenter fir potenziell 100 Stied an 20 Länner, "Sot de Bezdan.
Haut wiisst MetaSUB weider an huet sech erweidert fir RNA an DNA Proben aus der Loft ze sammelen, Waasser a Kläranlag, zousätzlech zu haarde Flächen. Dëst huet zu enger $ 5 Milliounen Subventioun op Ofwaasser Sequencing a Viral Tracking an dräi Staaten gefouert (Florida, New York a Wisconsin), an deen Deel vum Centre for Disease Control and Prevention ass den neien National Wastewater Surveillance System (NWSS).
D'Grupp iwwerwaacht och Projete wéi de Global City Sampling Day (gCSD), all Joer den 21. an huet extensiv Studien gemaach abegraff eng ëmfaassend mikrobiell Analyse vu Rio de Janeiro virdru, wärend an no den Olympesche Summerspiller 2016. Vill vun de Proben, déi an der aktueller Studie analyséiert goufen, goufen um Global City Sampling Day am 2016 an 2017 gesammelt.
D'New York City Sampling Effort gouf mat Ënnerstëtzung vum Weill Cornell Medicine Clinical and Translational Science Center (CTSC) duerchgefouert, an Zesummenaarbecht mam Senior CTSC Programm Manager Jeff Zhu. Den Dr Mason a seng Kollegen preparéieren de Moment op dëst Joer Event.
"Wéi mir 2015 ugefaang hunn, de Konsortium bestoung aus 16 Stied; sechs Joer méi spéit hu mir méi wéi 100 Stied. Et ass super fir dës Grupp virwëtzeg ze hunn, selbststartend a begeeschterte Co-Enquêteuren, "sot den Dr Mason, deen och Professer ass fir computational Genomics a computational Biomedizin am HRH Prince Alwaleed Bin Talal Bin Abdulaziz Al-Saud Institut fir Computational Biomedizin bei Weill Cornell Medizin.
"Och wa Proben op der ganzer Welt gesammelt ginn, vill vun der Analyse gëtt hei zu New York City bei Weill Cornell Medicine gemaach, "sot den Dr Mason. D'Analyse an d'Versammlung vu Sequenzen hunn och Bridges and Bridges-2 benotzt, Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE) Supercomputer am Pittsburgh Supercomputing Center.
MetaSUB Fuerscher an der Schwäiz (Drs. Andre Kahles a Gunnar Rätsch) hunn dës Versammlungen a Matière Daten benotzt fir eng sichbar ze bauen, globalen DNA Sequenzportal (MetaGraph) deen all bekannt genetesch Sequenzen indexéiert (MetaSUB Daten abegraff). De Portal maacht all bekannt oder nei entdeckt genetesch Elementer op hir Plaz op der Äerd a kann hëllefe bei der Entdeckung vun neie mikrobiellen Interaktiounen a putative Funktiounen.
DNA Isolatioun vu Proben goufe gréisstendeels mat Ënnerstëtzung vun Zymo Research a Promega duerchgefouert, a sequenzéiert an Zesummenaarbecht mam Dr Shawn Levy um HudsonAlpha Institut fir Biotechnologie, Dr Klas Udekwu vun der Stockholm University an dem New York Genome Center. Zukünfteg a lafend Studien kucken RNA an DNA mat laange Liesungen a raimlech Imaging Methoden, wéi och d'Metabolite vun de weltwäite Siten ze verfollegen, a weider d'planetesch-Skala genetesch Kaart aktualiséieren.