一项新的研究在莲蓬头和牙刷的样本中发现了600多种不同的病毒，没有两个样本是相同的。

背景

建筑环境，包括人类创造和占用的环境，对人类健康和福祉至关重要。居住者的行为、清洁度、个人卫生、食物选择和地理位置都会影响这些空间中的微生物群。

牙刷和淋浴喷头是生物膜为主的栖息地，人类可能会接触到。噬菌体或感染宿主特异性高的细菌生物体的病毒生物体，通过宿主感染和水平基因转移影响微生物群落的组成和功能。

先前的研究已经揭示了来自各种人类建造的栖息地和单一类型室内环境部分地区的微生物组之间的差异。需要对特定建筑环境中的病毒组，特别是噬菌体进行深入研究，以更好地评估形成建筑环境微生物群的病毒和细菌之间的生态相互作用。

一个关于这项研究

在本研究中，研究人员研究了牙刷和淋浴喷头生物膜中的微生物差异，并探讨了它们与环境生物膜的相互作用。

研究人员从莲蓬头和牙刷的微生物群中创建了一个病毒组合和可能的细菌宿主网络。志愿者们从莲蓬头和牙刷上取样生物膜。研究小组获得了美国各地的莲蓬头样本和西北大学100英里范围内的牙刷样本。

92个莲蓬头样本和36个牙刷样本进行扩增子和宏基因组测序。利用生物信息学方法，研究人员在这些环境中检测了噬菌体，并研究了它们与细菌种群的相互作用。他们研究了牙刷和莲蓬头微生物组中噬菌体的可能功能。

研究人员确定了潜在的噬菌体群，并检查了病毒群的完整性。他们将病毒组群排列成病毒操作分类单位(vOTU)。他们量化了样本中votu的数量。他们预测了中等以上质量的votu的开放阅读框(orf)和分配的分类。

研究人员使用了几种噬菌体宿主匹配方法来确定最可能的vOTUs宿主。他们使用毒力因子数据库来鉴定vOTU核苷酸序列中的抗生素抗性基因和毒力因子。他们使用了主坐标分析(PCoA)和置换多元方差分析(PERMANOVA)。

结果

研究人员发现了362个中等质量，232个高质量，22个完整的votu。在莲蓬头和牙刷样本中，前15个最常见的病毒没有重叠，表明这两种家庭生物膜类型含有独特的病毒种群。即使是来自同一样本类型的病毒组也只有很少的分类群。淋浴喷头的信息表明，只有家庭水源可以显著但不准确地预测病毒组成的变化。

从牙刷微生物组收集的元数据显示，没有任何因素与牙刷病毒群落的组成显著相关。虽然记录的环境参数对样品组中细菌和病毒群落的影响可以忽略不计，但牙刷和莲蓬头生物膜中的细菌和病毒群落组成之间存在很强的相关性。然而，病毒群落丰富度与Simpson和Shannon指数不一致。

在614个具有足够覆盖范围的高质量votu中，研究小组发现532个与32个细菌家族有关，在莲蓬头和牙刷中仅检测到Caulobacteraceae, Sphingomonadaceae和burkholderaceae。与参考基因序列相比，较低的平均核苷酸同一性(ANI)值和许多未知或假设的orf表明，这些栖息地是许多独特和未表征的噬菌体的家园。

通过细菌分类，牙刷环境包含人类微生物相关类群，如链球菌、细孔菌和克雷伯菌。莲蓬头生物膜包含不同于分枝杆菌(类分枝杆菌和分枝杆菌)和广泛存在于土壤或饮用水中的属(水生杆菌、鞘菌和鞘菌)的物种。

分枝噬菌体已显示出显著水平的遗传多样性。在抗生素耐药性和毒力因子数据库中搜索orf的结果很少，这表明这些病毒不太可能运输已知对人类健康有负面影响的货物。然而，广泛的噬菌体分类群和功能基因需要更多的研究来理解它们对人类健康、生物技术和治疗的影响。

结论

该研究发现，微生物群，特别是家庭浴室中的病毒群落，是不同的和独特的，这意味着在建筑环境中，这些隔间之间的联系有限。细菌宿主对环境条件的敏感性可能影响病毒的组成和丰度。

病毒组的主要特征是显著的差异和遗传含量的多样性。没有迹象表明含有抗生素耐药基因或毒力因子的病毒群在这些构建的环境中构成问题。需要纵向采样来提高对这些环境中宿主-噬菌体相互作用动力学的理解。