Ítem
Acceso Abierto
Metagenomic Analyses of Surface Waters and Wastewater in the Colombian Andean Highlands: implications in health and disease
Título de la revista
Autores
Urrea Messa, Vanessa del Pilar
Fecha
2024-06-07
Directores
Muñoz Díaz, Claudia Marina
Ramírez González, Juan David
ISSN de la revista
Título del volumen
Editor
Universidad del Rosario
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Resumen
El agua es un recurso esencial en nuestro planeta, especialmente en los entornos de agua dulce, fuente vital tanto para humanos, animales y ecosistemas; además es importante destacar que es un recurso limitado. Sin embargo, dichos entornos se han visto impactados significativamente por la contaminación y degradación generada por las actividades humanas. El objetivo de este estudio fue caracterizar el microbioma de aguas residuales y superficiales del Río Pasto, representando el primer panorama del estado actual de este recurso en las tierras altas andinas del suroeste de Colombia. Para lograr esto, realizamos análisis fisicoquímicos y microbiológicos tradicionales, incluida la detección de material genético de los parásitos protozoarios Giardia spp. y Cryptosporidium spp. Además, utilizamos tecnología Illumina para secuenciar las muestras para análisis metagenómicos. Estos análisis nos permitieron explorar el microbioma de las aguas residuales y superficiales a niveles taxonómicos y funcionales utilizando dos enfoques. El primer enfoque fue a partir de lecturas que revelaron las familias más abundantes en cada punto de muestreo, junto con especies que exhiben características patógenas potenciales, como Aeromonas media, y aquellas con roles potencialmente benéficos, como Polaromonas naphthalenivorans. También se identificaron marcadores moleculares de importancia en salud en cada punto de muestreo, incluidos marcadores de resistencia antimicrobiana como tetraciclinas y aminoglucósidos, así como factores de virulencia. El segundo enfoque involucró el ensamblaje de genomas a partir de metagenomas (MAGs), que condujo a obtener 270 ensamblajes de alta calidad y la identificación de 16 especies bacterianas, que incluyen especies reportadas en heces y nativas del cuerpo, para las cuales se obtuvieron sus perfiles funcionales. Este estudio proporciona información del estado actual del Río Pasto, que abarca tanto las aguas superficiales como las aguas residuales no tratadas, y ofrece una herramienta valiosa para evaluar los riesgos potenciales asociados con el reúso del agua y las implicaciones de la descarga directa de contaminantes en los cuerpos de agua.
Abstract
Freshwater is an essential resource on our planet; however, human activities have significantly impacted it. This study aimed to assess the microbiome of Pasto River's wastewater and surface waters in the southwestern Colombian Andean highlands. Traditional physicochemical and microbiological analyses, alongside Giardia spp. and Cryptosporidium spp parasites were detected by real time PCR. Illumina technology was used for metagenomic analyses. allowing to explore both taxonomic and functional profiling using two approaches. The first approach was from reads reveling the most abundant families, along with species exhibiting potential pathogenic characteristics, like Aeromonas media, and those with potential beneficial roles, such as Polaromonas naphthalenivorans. It also uncovered molecular markers of health significance, including common antimicrobial resistances markers linked to tetracyclines and aminoglycosides, as well as virulence factors. The second approach involved genome assembly using metagenomic data, leading to 270 high-quality assemblies and the identification of 16 bacterial species, encompassing both fecal-derived and water-body-native species, including insights into their functional relationships. This study provides a current state of the Pasto River, encompassing both surface and untreated wastewater, and offers a valuable tool for assessing potential risks associated with water reuse and the implications of the direct wastewater discharge into surface waters bodies.
Palabras clave
Microbioma , Metagenómica , Ríos , Marcadores moleculares , Agua superficial , Agua residual
Keywords
Microbiome , Metagenomics , Rivers , Molecular markers , Surface water , Wastewater
