在廢水處理過程中，細菌所面臨的化學和物理壓力會影響它們之間的基因轉移。但卡塔赫納科大的研究人員發現，雖然某些壓力源組合會顯著提高基因轉殖率，但其他組合會降低基因轉殖率。這項發現可以為廢水處理回用的最佳實踐設計和管理提供參考​​。

阿卜杜拉國王科技大學的研究人員發現，廢水處理中的壓力源組合會影響細菌基因轉移率。他們的研究結果表明，微濾膜比沙濾更能有效降低細菌和eDNA 的濃度，從而最大限度地減少基因轉移。圖片來源： 2023 KAUST; Heno Hwang

在全球範圍內，許多地區都將處理過的廢水視為潛在的寶貴淡水資源。「作為《沙烏地阿拉伯2030願景》的一部分，需要提高水的再利用率和處理率，」領導這項研究的洪培英課題組博士生Bothayna Al-Gashgari說。”促進安全處理和再利用至關重要。”細菌可以自然地吸收周圍環境中的胞外DNA（eDNA），並將其中的功能基因整合到自己的基因組中。經過處理的廢水可能含有相對高濃度的細菌和eDNA。它還會使細菌暴露於已知會增強eDNA 吸收和整合的壓力源中，包括紫外線、消毒化學副產物和藥物。Al-Gashgari 說：”有幾項研究強調了氯化廢水中個別壓力源對細菌水平基因轉移的潛在影響。但在真實的廢水環境中，多種壓力源同時存在。我們的目的是了解這些因素的綜合影響。”為安全再利用而處理廢水可以提供寶貴的淡水資源。圖片來源： 2023 KAUST; Heno Hwang研究人員假設，多種壓力會對基因轉移率產生疊加效應。但出人意料的是，情況卻複雜得多。根據它們的作用模式，有些組合會協同大幅提高基因轉殖率，有些組合則產生中性影響，而有些組合則會降低基因轉殖率。Al-Gashgari說：”例如，當能增加細菌細胞壁通透性的應激源（如藥物卡馬西平）與能導致DNA損傷的應激源（如太陽照射）依次結合時，這兩種應激源會產生協同效應。我們還發現，如果一種壓力源（如氯仿）直接與eDNA 發生有害的相互作用，就會阻礙DNA 與細菌基因組的整合，從而產生拮抗作用。”這種複雜性使得多種壓力源的組合效應難以預測，使評估下游再利用環境是否會產生意外後果的能力變得更加複雜。不過，研究結果對廢水處理有明確的結論。廢水處理過程中的關鍵的目標應該是將廢水中的細菌和eDNA 保持在較低的濃度，從而最大限度地減少基因轉移。Hong說：”我們認為，廢水處理設施應該加裝微濾膜，而不是沙濾，因為微濾膜可以將細菌和細胞外DNA去除到不利於自然轉化的水平。安裝和運行微濾膜比沙濾更昂貴，但我們敦促公用事業公司採取這種預防措施。”