科学家如何利用海绵检测水生环境的eDNA？
最近有研究指出科学家可以通过检测动物定期丢到水环境中的DNA来判断水生环境中存在哪些生物。一项新的研究表明，由于天然DNA捕获“能手”海绵，这种做法可能很快就会变得更容易。目前，研究人员必须过滤大量的水，以便找到动物在蜕皮或排便时排出的稀释的“环境DNA”（或eDNA）。根据英国索尔福德大学海洋生态学家Stefano Mariani的说法，这种做法涉及多项工作，而且结果可能会受到过滤设备中存在的异地DNA污染的影响。
此外，储存的水样中的DNA可能会在处理这些样品之前降解。考虑到这一点，他反而关注已经在海洋和淡水环境中生长的海绵。据报道，这些生物每天可过滤多达10000升的水，并在其组织中捕获eDNA。当Mariani和他的团队分析了在南极和地中海聚集的海绵样本时，他们发现了31个分类群的DNA 。这些物种主要是鱼类，尽管来自南极洲的一个海绵样本含有威德尔海豹和帽带企鹅的DNA - 然而这主要是因为该样本聚集在企鹅繁殖地附近。
此外，为了避免来自宿主材料的干扰，科学家利用DNA引物（一种短核酸序列）扩增脊椎动物的DNA，但对海绵本身的DNA没有影响。“海绵是理想的采样单位，因为你可以在任何地方和每个水生栖息地找到它们，”Mariani说道。“此外，它们不是非常有选择性的过滤器，它们不会逃跑，它们不会受到采样的伤害 - 你可以抓住一块，它们将能很好地再生。
莱斯大学科学家采用什么方法清除剩余的超级细菌抗药性基因？
抗生素抗性细菌（或超级细菌）本身就很难被杀灭，但是即使消灭了它们，它们也可能留下抗药性基因供其他细菌使用。现在，莱斯大学的研究人员开发了新的纳米片，可以在废水处理厂中“捕获和破坏”这些残留的基因。细菌不仅在进行细胞分裂时会将重要的基因向下一代传递，而且还有另一种狡猾的方法可以帮助细菌快速进化。它们实际上可以通过称为水平基因转移的过程，将基因与周围的其他细菌混合并匹配。
这使得诸如耐药性的能力可以更快地在菌群中传播。这也使得更难完全消除这些能力。即使清除了一个超级细菌菌落，它们也可能留下含有抗生素抗性基因（ARG）的质粒，该质粒可被该地区未来的细菌种群所吸收。研究人员关注的主要场所之一是废水处理厂，在这些厂中，常见的清洁方法可以杀死细菌，但不能杀死ARG。研究人员将重点放在中国天津的一家废水处理厂上，在那里发现了一个名为NDM1的特定基因正在传播。
“不幸的是，一些超级细菌抵抗氯化作用，并且死亡的抗性细菌释放出细胞外ARG，这些ARG在接收环境中被粘土稳定并转化为原生细菌，成为抵抗组储层，”该研究的首席研究员Pedro Alvarez说。“这强调了技术创新的需要，以防止细胞外ARG的释放。”作为回应，莱斯大学研究人员开发了一种技术来净化废水中潜在麻烦的环境DNA（eDNA）。
诀窍是使用石墨氮化碳的纳米片，这些纳米片具有旨在仅捕获eDNA的分子印记。一旦这些基因被粘在纳米片的孔中，就可以用紫外线对其进行破坏。为了使孔具有正确的形状，研究小组首先用甲基丙烯酸涂覆了纳米片的边缘，然后嵌入了鸟嘌呤-鸟嘌呤是DNA的四个主要碱基之一。接下来，研究小组用盐酸将鸟嘌呤洗净，在纳米片上留下了一个完美的鸟嘌呤分子形孔。
这就是系统中的“陷阱”部分，因为这种特定形状将捕获eDNA。“陷阱”以紫外线形式出现。在测试中，研究小组表示，该过程在破坏ARG方面的效率是没有分子印迹的氮化碳纳米片的37倍。研究人员表示，该技术仍有改进的空间，但是这项概念验证研究表明，该技术可以清除废水中的残留抗药性基因。这项研究发表在《环境科学技术》杂志上。
