시계열 하수 메타유전체학은 계절적, 인간 유래 및 환경 미생물 군집을 구분하여 출처 기인 감시를 가능하게 합니다.

하수 메타유전체학은 병원체 및 항균제 내성(AMR)의 도시 인구 감시에 두각을 나타내고 있습니다. 알려진 게놈과 유사한 미지의 종들이 참조 기반 메타유전체학에서 데이터베이스 편향을 유발합니다. 감시를 개선하기 위해 우리는 하수 게놈을 복구하고 시간에 따른 이러한 게놈과 AMR에 대한 정량화 및 상관관계 작업 흐름을 개발하려고 합니다. 우리는 다섯 개 주요 유럽 도시의 일곱 개 처리 시설에서 장기적인 하수 샘플링을 사용하여 이러한 인구 수준 샘플의 통합 시퀀싱 유용성을 탐색합니다. 메타유전체 조립 방법을 사용하여 2,332개의 메타유전체 조립 게놈(MAGs)을 복구하며, 그 중 1,334개는 이전에 설명되지 않았습니다. 이들 게놈은 시퀀싱된 DNA의 약 69%를 차지하며 하수 미생물 역학에 대한 통찰을 제공합니다. 로테르담(네덜란드)과 코펜하겐(덴마크)은 강한 계절적 미생물 군집 변화를 보이는 반면, 볼로냐, 로마(이탈리아) 및 부다페스트(헝가리)에서는 일시적인 Pseudomonas가 지배하는 군집의 급증이 있으며, 이는 최대 약 95%의 샘플 DNA를 차지합니다. 계절적 변화와 급증은 효과적인 하수 감시에 도전을 제기합니다. 우리는 인체 장내 미생물군과 같은 알려진 공통 기원의 박테리아가 군집을 형성한다는 것을 발견했으며, 이는 네트워크 커뮤니티 분석을 통해 출처 기인 신종 및 그들의 항생제 내성 유전자(ARGs)를 밝혀낼 수 있는 가능성을 제시합니다. 이는 도시 환경에서 AMR 추적을 상당히 개선할 수 있습니다.