Ứng suất vật lý và hóa học mà vi khuẩn phải đối mặt trong quá trình xử lý nước thải ảnh hưởng đến việc chuyển gen giữa chúng. Nhưng các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Cartagena phát hiện ra rằng trong khi một số sự kết hợp nhất định của các yếu tố gây căng thẳng làm tăng đáng kể tốc độ chuyển gen thì những sự kết hợp khác lại làm giảm nó. Phát hiện này có thể cung cấp thông tin về thiết kế và quản lý xử lý và tái sử dụng nước thải tốt nhất.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah đã phát hiện ra rằng sự kết hợp của các yếu tố gây căng thẳng trong xử lý nước thải ảnh hưởng đến tốc độ chuyển gen của vi khuẩn. Kết quả của họ cho thấy màng vi lọc có hiệu quả hơn lọc cát trong việc giảm nồng độ vi khuẩn và eDNA, từ đó giảm thiểu sự chuyển gen. Nguồn ảnh: 2023KAUST; HenoHwang

Trên toàn cầu, nhiều khu vực coi nước thải đã qua xử lý là nguồn tài nguyên nước ngọt có giá trị. Bothayna Al-Gashgari, nghiên cứu sinh tiến sĩ trong nhóm của Hong Peiying, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết: “Là một phần của Tầm nhìn Saudi 2030, cần phải tăng tỷ lệ tái sử dụng và xử lý nước”. "Thúc đẩy việc tiêu hủy và tái sử dụng an toàn là rất quan trọng."

Vi khuẩn có thể tiếp nhận DNA ngoại bào (eDNA) từ môi trường xung quanh một cách tự nhiên và tích hợp các gen chức năng từ DNA đó vào bộ gen của chính chúng. Nước thải đã qua xử lý có thể chứa nồng độ vi khuẩn và eDNA tương đối cao. Nó cũng cho vi khuẩn tiếp xúc với các tác nhân gây căng thẳng được biết là có tác dụng tăng cường hấp thu và tích hợp eDNA, bao gồm tia cực tím, sản phẩm phụ hóa học khử trùng và thuốc.

Al-Gashgari cho biết: "Một số nghiên cứu đã nhấn mạnh tác động tiềm ẩn của từng yếu tố gây căng thẳng riêng lẻ đối với sự chuyển gen ngang của vi khuẩn trong nước thải clo hóa. Nhưng trong môi trường nước thải thực tế, nhiều yếu tố gây căng thẳng xảy ra đồng thời. Mục đích của chúng tôi là tìm hiểu tác động tổng hợp của các yếu tố này. Nguồn hình ảnh: 2023KAUST; HenoHwang

The Các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng nhiều căng thẳng sẽ có tác động bổ sung lên tốc độ chuyển gen. Nhưng đáng ngạc nhiên là tình hình lại phức tạp hơn nhiều. Tùy thuộc vào phương thức hoạt động của chúng, một số sự kết hợp có tác dụng hiệp đồng làm tăng đáng kể tốc độ chuyển gen, một số có tác dụng trung tính và một số khác lại làm giảm tốc độ chuyển gen. yếu tố gây căng thẳng gây tổn hại DNA, chẳng hạn như tiếp xúc với ánh nắng mặt trời, hai yếu tố gây căng thẳng này có thể có tác dụng hiệp đồng. Chúng tôi cũng nhận thấy rằng nếu một yếu tố gây căng thẳng, chẳng hạn như clo, "

Sự phức tạp này khiến cho tác động tổng hợp của nhiều yếu tố gây căng thẳng khó dự đoán, điều này càng làm phức tạp thêm khả năng đánh giá liệu môi trường tái sử dụng ở hạ lưu có thể gây ra những hậu quả ngoài ý muốn hay không." Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu đã có kết luận rõ ràng về xử lý nước thải.

Mục tiêu chính trong quy trình xử lý nước thải là giữ vi khuẩn và eDNA trong nước thải ở nồng độ thấp, từ đó giảm thiểu việc chuyển gen.

Hong cho biết: "Chúng tôi tin rằng các cơ sở xử lý nước thải nên được trang bị màng vi lọc thay vì lọc cát vì màng vi lọc có thể loại bỏ vi khuẩn và DNA ngoại bào đến mức gây bất lợi cho quá trình biến đổi tự nhiên. Việc lắp đặt và vận hành màng vi lọc đắt hơn so với lọc cát, nhưng chúng tôi kêu gọi các cơ quan tiện ích thực hiện biện pháp phòng ngừa này."