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有一伙人正在“疯狂”地收集全球基因样本

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每天有600多种不同的微生物和纽约人一起搭乘地铁,“全球城市采样日”给我们提供了了解这种“奇遇”的机会。

(原标题:天了噜!有一伙人“疯狂”地收集全球基因样本)

2016年6月21日,威尔康奈尔医学院启动了一项名为“全球城市采样日”的活动,开启了新的国际抗生素耐药性研究。该活动跨越了六大洲,32个国家和54个城市,研究人员以及志愿者们将从地铁、公交、飞机和其他人群集中的交通公共场所采集1.2万份DNA、RNA和微生物样本。

构建城市微生物组的遗传和表观遗传图谱

研究人员从交通枢纽处采集样本后,对样本进行测序和分析,并利用这些数据构建一张遗传和表观遗传图谱,详尽描述每一个微生物组。这些数据将帮助来自探索大挑战(Grand Challenges Explorations)MetaSub全球联盟计划的科学家们,更好地理解城市中心区的抗生素耐药性,同时寻找微生物合成的、新的、自然存在的药物(被称为生物合成基因簇)。该项研究的结果将分享给当地的公共卫生官员和城市规划者,以期帮助他们利用这些数据使城市变得更加安全,更具抵御能力。

Ben Kallos议员和威尔康奈尔医学院的生理学、生物物理和计算基因组学副教授,该项目首席研究员Christopher Mason博士一起启动了纽约的样本采集工作, Kallos议员说:“‘全球城市采样日’给我们一个机会去了解,每天有600多种不同的微生物和纽约人一起搭乘地铁。我们非常感激威尔康奈尔医学院,Mason博士以及上百名愿意帮助我们了解城市健康状况的志愿者们。”志愿者们对上东区的地铁站进行擦拭从而收集样本。

Mason博士说:“每当我环顾一间房或者某个地铁站的时候,总在想:这里有什么?通过这项工作,我们可以回答这个问题了。不仅仅是纽约,我们甚至可以研究全球所有地方。这是一项能从遗传水平理解我们生活的世界的长期项目。”

多时区多城市的采样计划

采样日将从每个城市当地时间中午12:00开始,从奥克兰到墨尔本、澳大利亚,然后是亚洲城市,其中包括香港、北京、东京和韩国首尔。之后还会继续根据城市的时区推进该项目。样本采集工作将在除南极洲外的每个洲,包括新德里、莫斯科、德黑兰、多哈、约翰内斯堡、罗马、巴黎、奥斯陆、布宜诺斯艾利斯和波哥大等城市开展。很多美国城市也参与其中,包括波士顿、芝加哥、洛杉矶、旧金山和西雅图。Mason博士表示,“这就好像等同于庆祝新年,将遗传学环绕地球传递一圈。”

整个项目虽然会在不同地区采集样本,但采样手法一致。用尼龙纱布收集样本,然后放入无菌液中确保每个样本在运输中都能保持稳定。研究人员在采集点,将每个样本信息录入手机app中,包括地理位置、样本位置数据、当前温度、相对湿度、收集点表面信息(混凝土、木材、塑料等材料信息)、时间以及其他环境因素,并在每个采集点拍照存档。每个样本会在本地进行分析或者冻存后送到中央处理中心进行测序。大量的数据收集和照片文档将帮助实验员“确认他们拿到了来自正确地点的正确样本以及对应的正确图片。”

虽然样本采集过程一样,但相似的也仅仅只有这个过程。因为每一个参与的城市都是独一无二的,每个城市都有自己的样本采集计划,具有不同的人群、位置、参与收集者数量以及其他变量。例如在阿拉斯加州费尔班克斯没有地铁,因此样本采集是在公交站点或者公交线路上;而在纽约,研究人员还会查看运输中心以外的地方,在1.8英里长的郭瓦纳斯运河进行采样,这是美国国家环境保护局的有毒废物堆放点的污染水体。里约热内卢、蒙得维的亚、乌拉圭等城市会从海滩沙和浅海滩水域采样,这些项目被称为MetaBeach。而有的城市,例如波士顿,会从下水道系统中采样,被称作MetaSew。

除了在每个城市中不同地点采样,一些当地的工作小组还会进行其他工作。波士顿的小组会进一步查看采样表面除了死细胞外还有多少活细胞,有大约一半的当地小组会将活细胞带回实验室并尝试培养其中的一些细菌。

里约热内卢的小组不仅会在6月21日采集样本,还将继续在今年8月即将举行的奥林匹克大会的前、中、后期进行采样工作。其中涉及人类DNA、昆虫DNA和细菌DNA,进而分析奥林匹克中、后期所发生的变化。工作人员假设这些变化与来自不同国家的人数成正比。

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