Авторы объясняют, что различные бактерии превращают или восстанавливают мышьяк V, известный как арсенат, в мышьяк III, известный как арсенит. Арсенит более токсичен для человека и более подвижен, что означает, что он легче перемещается в окружающей среде и может проникать в грунтовые воды.
Исследователи говорят, что лучшее понимание микробных экосистем, выделяющих арсенит, является важным первым шагом в снижении распространенности загрязнения подземными водами мышьяком.«Загрязнение мышьяком — одна из самых больших проблем питьевой воды во всем мире», — сказал доктор Бабур Мирза, исследователь лаборатории водных ресурсов УрГУ и ведущий автор исследования. «Этот новый праймер помогает нам увидеть, какие виды бактерий присутствуют в образце и есть ли у них ген, который мы ищем».Новый праймер — короткая цепь ДНК, нацеленная на ген арсенатредуктазы, — помогает исследователям определить, какие бактерии в образце имеют эти гены. Без этого праймера исследователи должны были сначала вырастить бактериальные клетки в лаборатории, прежде чем извлекать их ДНК и амплифицировать ген.
Такие шаги часто снижали микробное разнообразие и приводили к необъективным результатам.«Теперь мы можем просто добавить праймер в реакцию и получить поддающиеся количественной оценке копии генов редуктазы», - сказал Мирза. «Скопированные гены показывают нам, какие виды бактерий присутствуют в образце, и дают новую информацию о разнообразии микроорганизмов, снижающих уровень арсената».
В рамках исследования команда, возглавляемая соавтором доктором Джоан Маклин, взяла пробы грунтовых вод из 20 частных скважин, расположенных в округе Кэш на севере штата Юта. Результаты показали, что в 20 процентах обследованных скважин концентрации арсената и арсенита превышали предел для питьевой воды, составляющий 10 микрограммов на литр. Затем исследователи проверили, есть ли в образцах с высокими концентрациями арсенита изобилие генетического материала арсенатредуктазы. Неудивительно, что они нашли прямое совпадение.
«Мы наблюдали значительную корреляцию между изобилием гена редуктазы и концентрацией арсенита в пробах подземных вод», — сказал Мирза. «Это означает, что везде, где мы находим арсенит, мы можем ожидать найти микробы с генами арсенатредуктазы и наоборот».Мирза сказал, что новый праймер успешно амплифицировал гены редуктазы и позволил его команде увидеть большое разнообразие сокращающих арсенат микроорганизмов. Он сказал, что новые праймеры будут полезны для изучения бактерий в различных средах.
Авторы говорят, что у исследования есть разные выводы. Маклин сказал, что полная картина разнообразия арсенатредуцирующих бактерий в конкретной среде может привести к улучшению практики землепользования и осведомленности о деятельности человека, что может усугубить проблему.
«С этой новой информацией, описывающей разнообразие микроорганизмов, снижающих уровень мышьяка, мы продолжаем изучать взаимосвязь между этими организмами и их биогеохимической средой, которая приводит к загрязнению грунтовых вод мышьяком».