布鲁克林超级基金网站的微生物为对抗工业污染提供了经验教训

由纽约大学坦登工程学院助理教授Elizabeth Hénaff领导的一个研究小组使用先进的DNA序列分析发现，布鲁克林高度污染的戈瓦纳斯运河中的微小生物已经开发出一套全面的抗污染基因

研究结果发表在2025年4月15日的《应用微生物学杂志》上。

该团队鉴定出455种微生物，它们通过64种不同的生化途径降解污染物，1171种基因处理重金属。这表明，与目前常用的疏浚作业相比，一种更便宜、更可持续、破坏性更小的清洁受污染水道的方法具有潜力

研究人员还发现了2300个新的基因序列，这些序列可以使微生物产生具有潜在价值的生化化合物，用于医学、工业或环境应用

“我们发现了相当于大自然自己的有毒物质清理手册，但有一个关键的警告，”纽约大学坦顿技术、文化和社会系的Hénaff说，他是坦顿城市科学与进步中心的成员。“这些微生物有超越科学数据的故事要讲。”

为了有效地传达这些故事，Hénaff和他的同事在纽约布鲁克林的BioBAT艺术空间创作了CHANNEL，这是一个沉浸式装置，展示了雕塑、印刷品、声音和投影，以及300多加仑的当地Gowanus沉积物和水，这些沉积物和水在过去九个月里一直在增长。Hénaff的研究小组Living Interfaces Lab使用科学和艺术的方法来解决紧迫的城市问题

Hénaff说：“虽然需要更多的研究来了解如何有效地与这些生物合作，但发现这种用于污染清理的遗传工具可能会为全球环境恢复提供宝贵的经验教训。”。“我认为艺术研究不仅是说明科学研究的一个关键组成部分，也是为我们的科学研究提供信息的一个重要组成部分。”这项工作将在2025年4月18日的展览闭幕式上展出。

研究小组在运河微生物中发现了对八种不同类别抗生素的抗性基因，其中一些来自人类肠道细菌，这些细菌在联合下水道溢流期间进入运河——暴雨导致雨水和未经处理的污水直接排入水道。在本地水生物种中发现了其他抗性基因

纽约州立大学下州健康科学大学流行病学和传染病助理教授Sergios Orestis Kolokotronis说：“污水和天然运河环境中微生物群落的长期共存预计将提高各种遗传元素的水平转移率，因此作为环境‘超级细菌’库，值得我们关注公共卫生监测和监督。”

尽管存在这些担忧，但这项研究也揭示了有希望的潜在益处。虽然运河中的污染物降解微生物可以分解污染物，但它们的自然过程太慢，无法进行实际清理。了解它们的遗传适应性可以帮助科学家开发更快的方法，要么通过分离特定的微生物进行治疗，要么增强它们的能力

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某些类别的污染物，如重金属，也是工业上有价值的材料，生物修复方法可以适用于资源回收再利用，而不仅仅是去除

为了进行发现，研究小组从运河1.8英里长的14个地点收集了样本，收集了运河底部以下11.5英尺的表层沉积物和深层岩芯样本。他们发现微生物能够分解许多历史污染物，包括石油产品、多氯联苯和工业溶剂

调查结果公布之际，环境保护局继续在运河进行15亿美元的疏浚和封盖作业，清除受污染的沉积物，并用清洁材料密封剩余的污染

该团队目前的研究建立在十年来了解Gowanus运河微生物组的先前研究之上。该项目始于2014年，当时本研究的合著者、Fruit Studio的Ian Quate和弗吉尼亚大学的Matthew Seibert与研究合著者、无国界生物技术的Ellen Jorgensen在社区生物实验室Genspace领导了第一次沉积物采样和处理样本

DNA在研究合著者Christopher Mason的实验室中测序，Christopher Mason是威尔康奈尔医学院基因组学和计算生物医学WorldQuant教授，是Pathomap项目的一部分，该项目现已扩展到地铁和城市生物群落的宏基因组学（MetaSUB）项目中的世界各地城市

梅森是MetaSUB联盟的联合创始人兼董事，他说：“戈瓦纳斯运河的耐寒微生物具有独特的生存遗传目录，为我们在世界各地的污染地点使用的适应和定向进化提供了路线图。”

随后，主要作者Hénaff的团队通过BKBioReactor项目收集了更多样本，而研究合著者Kolokotronis收集了核心样本。研究合著者威尔康奈尔医学院的Chandrima Bhattacharya和罗格斯大学的Rupobrata Panja实施的生物信息学方法使该团队能够鉴定出分解运河厚沉积物中工业污染物的微生物 More information: Sergios-Orestis Kolokotronis et al, Metagenomic interrogation of urban Superfund site reveals antimicrobial resistance reservoir and bioremediation potential, Journal of Applied Microbiology (2025). DOI: 10.1093/jambio/lxaf076