🚨 آب خونتون پر از میکروبه! کشف علمی جدید: این باکتری‌ها خطرناکن؟

کاوش در دنیای میکروبیوم‌ آب‌های خانگی

سیستم‌های لوله کشی خونه‌ها می‌تونن پر از موجودات ریز و غالباً بی خطر باشن، اما دانشمندا هنوز فرصت کاملی برای ثبت و بررسی این جوامع باکتریایی توی خونه‌های مردم نداشتن. قانون آب آشامیدنی آمریکا، نظارت بر آب‌های عمومی رو اجباری کرده، اما معمولاً نمونه‌برداری‌ها بیرون از محدوده املاک خصوصی انجام می‌شه. همین که آب وارد یه خونه می‌شه، جوامع میکروبی می‌تونن عوض بشن و به شکل‌هایی رشد کنن که معمولاً تحت نظارت نیستن یا حتی درک نمی‌شن.

فانگ یونگ لین، استادیار مهندسی انرژی، محیط زیست و شیمی در دانشکده مهندسی مک‌کلوی دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، به همراه همکاران و دانشجویانش از گروه تحقیقاتی کیفیت آب این دانشکده، داره برای تغییر این وضعیت تلاش می‌کنه. تو یه مقاله‌ای که ۱۰ دسامبر توی مجله Nature Water منتشر شد، لین و همکاراش نتایج نمونه‌برداری از شیرهای آب حمام هشت خونه در منطقه سنت لوئیس رو به اشتراک گذاشتن. اونا به مدت هفت روز از خونه‌ها نمونه‌برداری کردن تا جریان و تغییرات جمعیت‌های مختلف باکتری‌ها رو بررسی کنن.

اونا فهمیدن که با وجود اینکه خونه‌ها به طور کلی دسته‌های اصلی باکتری رو با هم دارن، اما تو سطح گونه‌ها، تفاوت‌های زیادی بین خونه‌ها وجود داره. لین گفت: “خونه‌ها امضای خاص خودشون رو نسبت به بقیه دارن.” تمام آب‌های عمومی تحت تصفیه و ضدعفونی‌های سختگیرانه قرار می‌گیرن، به‌همین خاطر تعداد سلول‌های میکروبی که اونا شناسایی کردن، خیلی کم بود که این خودش یه چالش برای نطارت به حساب میاد. ولی اون میکروب‌هایی که پیدا کردن، مقاوم بودن.

محققان انتظار داشتن که ژن‌های مقاومت به آنتی‌بیوتیک‌ها رو توی میکروبیوم‌های آب شیر ببینن و واقعاً هم این الگو رو پیدا کردن. استفاده از همون مواد ضدعفونی‌کننده‌های رایج، یعنی اینکه یه دسته مشخص از میکروب‌ها می‌تونن به اون ضدعفونی‌کننده مقاوم بشن. محققان الگوی این “مقاومت‌نامه” رو بین خونه‌ها پیدا کردن. اما خب، چه چیزی باعث این تنوع گسترده تو گونه‌ها می‌شه؟ مدل‌سازی‌های کامپیوتری نشون می‌ده که میکروب‌ها در اول کار، جوامع خودشون رو از طریق فرآیندهای قطعی و تصادفی می‌سازن، یعنی اتفاقات تصادفی هم می‌تونن دلیل این تنوع زیاد تو سطح گونه‌ها از یه خونه به خونه‌ی دیگه باشن.

برای آب خونه، این فرآیندها می‌تونن شامل زمان‌بندی تصادفی ورود میکروب‌ها به خونه، روند رشدشون و یه سری عوامل دیگه که هنوز خوب شناخته نشدن، باشن. هدف این تحقیقات اینه که بتونن شیوع پاتوژن‌های فرصت‌طلب و باکتری‌هایی که بیماری رو منتقل می‌کنن رو نظارت، پیش‌بینی و جلوگیری کنن. این نوع نظارت برای ساختمون‌های بزرگ و مکان‌هایی مثل بیمارستان‌ها داره توسعه پیدا می‌کنه، ولی برای خونه‌های شخصی کمتر هست. لین گفت: “خونه‌ها هنوز جایی هستن که بیشتر تعامل ما با آب اونجا اتفاق می‌افته، برای همین ما می‌خوایم خونه‌ها رو مطالعه کنیم.”

تحقیقات درباره میکروب‌ها و کیفیت آب خانگی

درسته، تحقیق نشان داده که محققان، باکتری‌ها و پاتوژن‌های بیماری‌زا رو (در مقادیر کم) توی خونه‌ها پیدا کردن، اما این به این معنی نیست که آب خونه ناامنه. اما به گفته خودش، ناظران بهداشت عمومی باید بیشتر نظارت کنن. لین ژانگ، دانشجوی دکترا تو گروه لینگ و نویسنده اصلی مقاله تو مجله Nature Water، روشی رو ابداع کرده که از دانش‌آموزای دبیرستانی به عنوان “دانشمندان جامعه” برای جمع‌آوری نمونه‌ها استفاده کنه. این دانش‌آموزا نمونه‌هایی از حدود ۱۰۰ خونه تو منطقه سنت لوئیس جمع‌آوری کردن که داده‌های اون رو ژانگ برای پروژه نهایی دکتراش تحلیل می‌کنه.

با اینکه باکتری‌های مرتبط با لوله‌کشی معمولاً بی‌خطرن، ولی ژن‌های مقاومتی که دارن می‌تونن به پاتوژن‌ها منتقل بشن؛ مخصوصاً وقتی آدما تحت درمان آنتی‌بیوتیکی هستن. چون آدما مرتب با فعالیت‌هایی مثل دوش گرفتن و استفاده از آب با این باکتری‌ها در تماس‌ن، یه انگیزه قوی وجود داره که درک بهتری از میکروبیوم و مقاومتوم تو سیستم لوله‌کشی داشته باشیم، و اینکه چطور اینا با آدما در تعامل‌ن.

ژانگ خوشحاله که می‌تونه تو یه تحقیق شرکت کنه که به نفع منطقه هست و با دانش‌آموزا کار کنه. اون گفت: “من خوشحالم که تونستیم به دانش‌آموزای دبیرستانی یه نگاهی به تحقیقات واقعی و روش علمی بدیم. امیدوارم این موضوع اونارو به دنبال یه آینده تو مهندسی محیط زیست تشویق کنه.”

تعویض لوله‌ها

پاییز امسال، آژانس حفاظت از محیط زیست قانونی رو تصویب کرد که بر اساس اون، تمام شهرداری‌هایی که آب تأمین می‌کنن، موظف‌ن لوله‌های سربی رو تو دهه آینده عوض کنن. با این تغییرات تو زیرساخت‌ها، شاید فرصت‌هایی پیش بیاد که نظارت رو بهتر کنیم و فراتر از فلزات بریم و اقداماتی برای کاهش میکروپلاستیک‌ها و میکروبیوم‌ها انجام بدیم. اینا همه “در دسترسه” برای دن جیامار، استاد مهندسی محیط زیست، که رهبری چند تا پروژه برای نظارت و بهبود منابع آب آشامیدنی تو سال‌های آینده رو بر عهده داره.

جیامار گفت: “جنبه‌های کیفیت آب آشامیدنی که می‌تونه بین تصفیه‌خونه و شیر آب مشتری عوض شه، به طور ناامیدکننده‌ای سخت بوده که بشه نظارتش کرد. این کار نوآورانه، بینش‌های جدیدی درباره این که میکروب‌ها چطور رشد می‌کنن و چه میکروب‌هایی توی لوله‌کشی‌های داخلی وجود داره، ارائه می‌ده.”

با ادامه تحقیقات لینگ و ژانگ تو زمینه بهبود آزمایش‌های لوله‌کشی خونه‌ها، احتمالاً سوالات بیشتری مطرح می‌شه، چون وقتی صحبت از زندگی میکروبی می‌شه، هیچ‌چیز به اون سادگی‌ای که به نظر می‌رسه نیست. لینگ گفت: “هرچی از خونه‌های بیشتری نمونه برداریم، تنوع بیشتری رو می‌بینیم.”

این کار با حمایت از صندوق راه‌اندازی مدرسه مهندسی مک‌کلوی و جایزه تقویتی اعضای جوان هیئت علمی رالف ای. پاوه از دانشگاه‌های وابسته به اوک ریج انجام شده. این تحقیق همچنین یه بخشیش توسط بخش مهندسی شیمی، بیوتکنولوژی، محیط زیست و سیستم‌های حمل و نقل (CBET) بنیاد ملی علوم با جایزه ۲۰۴۷۴۷۰ به F.L. حمایت شده.