Ученые предложили использовать вирус растений ToBRFV в качестве нового высокоэффективного индикатора для оценки очистки сточных и питьевой воды.
Патогенные вирусы
Патогенные вирусы представляют серьезный риск для общественного здоровья в различных водных системах, включая сточные, питьевые воды и системы повторного использования. В условиях растущего дефицита водных ресурсов повторное использование очищенной воды становится все более распространенным, в том числе и для питьевых целей.
Для обеспечения безопасности таких систем установлены строгие нормативы логарифмического снижения вирусов (LRV), требующие доказательства снижения концентрации патогенов на 13 порядков.
Ключевая проблема заключается в том, что прямое измерение таких снижений для самих патогенных вирусов часто невозможно из-за их крайне низких концентраций в очищенной воде, что делает необходимым поиск надежных индикаторных вирусов.
ToBRFV как перспективный кандидат
Вирус коричневой морщинистости плодов томата (ToBRFV) рассматривается как перспективный кандидат на роль такого индикатора. Этот стабильный РНК-содержащий вирус растений, впервые обнаруженный в 2014-2015 годах, широко распространен в мире. Его высокие концентрации в неочищенных сточных водах, обусловленные попаданием в систему через фекалии человека после употребления в пищу зараженных томатов, и исключительная устойчивость в окружающей среде позволяют использовать его в качестве маркера.
Цели и методы исследования
В рамках данного исследования, проведенного в столичном районе Рино-Спаркс (Невада, США), была поставлена цель продемонстрировать стабильно высокое содержание ToBRFV в сточных водах в ходе долгосрочного мониторинга и сравнить его с другими индикаторами, такими как вирус крапчатости перца сладкого (PMMoV) и бактериофаг MS2.
С ноября 2021 по ноябрь 2022 года ученые ежедневно отбирали пробы неочищенных сточных вод на крупнейшем местном очистном сооружении. Вирусы концентрировали методом ультрафильтрации, после чего РНК экстрагировали и анализировали с помощью ОТ-ПЦР в реальном времени для количественного определения ToBRFV и PMMoV. Параллельно проводился метагеномный анализ для оценки относительного обилия широкого спектра вирусов.
Высокая концентрация и стабильность ToBRFV
Результаты показали, что ToBRFV и PMMoV обнаруживались в 100% проб. Концентрации ToBRFV были исключительно высокими и стабильными. В то же время концентрации PMMoV были примерно в 100 раз ниже и демонстрировали высокую вариабельность (коэффициент вариации 175%) с пиковыми значениями в летние месяцы.
Метагеномный анализ подтвердил, что ToBRFV был доминирующим вирусом в пробах на протяжении всего периода исследования, значительно превосходя по относительному обилию не только PMMoV, но и другие растительные вирусы, бактериофаги и патогены человека, такие как норовирус и ротавирус.
Сезонность и корреляция с другими вирусами
Анализ сезонности не выявил статистически значимых колебаний концентраций ToBRFV в зависимости от времени года. Концентрации PMMoV, напротив, показали различия между весенним и летним сезонами. Корреляционный анализ продемонстрировал сильную положительную связь между ToBRFV и другими тобамовирусами, такими как PMMoV.
Выводы и перспективы
Исследователи отмечают, что ToBRFV благодаря своей исключительно высокой, стабильной и легко измеряемой концентрации в неочищенных сточных водах является перспективным новым вирусным индикатором.
VK
OK
Telegram
Дзен