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# Biologie# Microbiologie

Comprendre les systèmes de plomberie et la vie microbienne

Une étude révèle comment la plomberie influence la qualité de l'eau et la diversité microbienne.

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La façon dont les systèmes de plomberie sont configurés dans les bâtiments peut varier pas mal en fonction du type de bâtiment, que ce soit commercial ou résidentiel. Ça peut avoir un gros impact sur les micro-Organismes qui vivent dans l'eau et la sécurité de l'eau potable. Des trucs comme le temps que l'eau passe dans les tuyaux, la conception de la plomberie, le débit de l'eau et la croissance du biofilm peuvent influencer la Qualité de l'eau.

Un gros problème qui peut affecter la qualité de l'eau, c'est la stagnation, qui se produit quand l'eau reste immobile pendant trop longtemps. Dans les espaces résidentiels, l'eau peut rester plus longtemps sans bouger parce qu'il y a généralement moins de gens qui l'utilisent comparé aux bâtiments commerciaux. Les changements dans les niveaux de chlore, souvent utilisé pour garder l'eau propre, et les variations de température peuvent aussi influencer les micro-organismes qui habitent le système de plomberie. Si l'eau stagne trop longtemps, des germes nuisibles peuvent se développer, ce qui peut poser des risques pour la santé. Flusher les tuyaux de temps en temps peut aider à réduire ces risques, surtout quand il y a moins de monde dans le bâtiment.

Méthode d'Étude

La plupart des études sur les systèmes de plomberie ont utilisé des techniques de lecture courte pour analyser le microbiome de l'eau. Ces méthodes ont leurs limites, rendant difficile la détection de différences plus subtiles entre les différents germes présents. Différentes souches d'un même germe peuvent se comporter très différemment, et ça passe souvent à la trappe avec les techniques standards. Les plus petites variations dans ces organismes, appelées Microdiversité, n'ont pas été souvent examinées avec des techniques plus avancées qui analysent entièrement le matériel génétique des germes.

Se concentrer sur les petites variations peut aider à révéler des processus écologiques importants qui sont souvent ignorés. Deux processus principaux influencent la distribution de ces micro-organismes : déterministes (basés sur des facteurs spécifiques) et stochastiques (aléatoires). Les processus déterministes sont influencés par des facteurs environnementaux comme la température et les niveaux de désinfectant, tandis que les processus stochastiques impliquent des événements aléatoires, comme les naissances et les morts dans les communautés microbiennes. Certaines études montrent que les processus aléatoires jouent un grand rôle dans les systèmes de plomberie commerciaux, tandis que d'autres suggèrent que des facteurs spécifiques ont aussi un fort impact.

Le but de l'étude était d'examiner de près ces petites variations dans la vie microscopique des systèmes de plomberie dans différents types de bâtiments. Les chercheurs ont collecté des échantillons d'eau de bâtiments commerciaux et de maisons et ont utilisé des techniques de séquençage génétique avancées pour analyser comment ces organismes changeaient au fil du temps.

Collecte et Analyse des Échantillons

Des échantillons d'eau ont été prélevés dans plusieurs bâtiments à Boston sur une période de six mois. Tous les bâtiments utilisaient de l'eau traitée provenant de la même source. Les échantillons comprenaient de l'eau des robinets de cuisine et de salle de bains dans les maisons et de l'eau des cuisines et des laboratoires dans les bâtiments commerciaux. Les chercheurs ont mesuré divers facteurs de qualité de l'eau comme la température, le pH, et les niveaux de chlore.

Pour analyser les germes dans l'eau, les chercheurs ont filtré les échantillons et extrait l'ADN pour examiner le matériel génétique des organismes. Ils ont utilisé des techniques de séquençage avancées pour obtenir une vue d'ensemble du microbiome. Les données ont ensuite été traitées pour distinguer les différents types d'organismes présents dans l'eau.

Microdiversité et Changements Communautaires

Les chercheurs ont cherché des motifs dans les communautés microbiennes et ont découvert que les échantillons provenant des maisons et des bâtiments commerciaux montraient des différences significatives. Le type de bâtiment était le facteur le plus influent pour déterminer la diversité et la présence de différents organismes. Les niveaux de chlore, le mois de collecte des échantillons et les changements saisonniers ont aussi joué des rôles importants.

L'analyse a révélé qu'il y avait des différences clés dans la microdiversité des organismes dans les maisons comparées aux bâtiments commerciaux. Dans les maisons, il y avait un niveau de microdiversité plus élevé, ce qui signifie qu'il y avait une plus grande variété de souches au sein du même type de germe. Cela était lié au fait que les organismes étaient plus cohérents dans leur présence et montraient moins de variation dans leurs nombres au fil du temps.

Pour les organismes qui étaient plus abondants dans les maisons, le nombre moyen de variations était bien plus élevé que dans les bâtiments commerciaux. Par exemple, certains types de germes étaient trouvés plus souvent dans les échantillons résidentiels, tandis que d'autres étaient plus dominants dans les environnements commerciaux.

Comprendre la Dynamique Communautaire

L'étude a montré que les organismes au sein du même type de germe se comportaient différemment selon leur environnement. Par exemple, certains germes qui étaient communs dans des milieux commerciaux avaient moins de diversité que ceux trouvés dans les maisons. Il a été noté que, même si certains types d'organismes existaient dans les deux milieux, leur abondance et le nombre de variations au sein d'eux différaient.

En regardant les changements au fil du temps, certains germes montraient des tendances saisonnières, tandis que d'autres étaient plus stables au cours des mois. Ces changements mettent en avant la façon dont les germes dans les systèmes de plomberie s'adaptent à leur environnement et comment leurs communautés peuvent évoluer en fonction des motifs d'utilisation de l'eau.

Facteurs Influant sur Différents Bâtiments

La recherche a montré que différents systèmes de plomberie entraînent des motifs spécifiques dans les communautés microbiennes selon le type de bâtiment. Dans les bâtiments commerciaux, des processus qui limitent la propagation des organismes ont joué un rôle significatif dans la formation des communautés présentes dans l'eau. Cela signifie que les communautés dans ces bâtiments sont souvent localisées et moins influencées par de nouveaux organismes venant de la source d'eau principale.

D'un autre côté, dans les environnements résidentiels, l'étude a observé que les pressions de sélection de l'environnement jouaient un rôle plus important, indiquant que les organismes réagissaient à des changements légers dans leur environnement au fil du temps. Cependant, les facteurs spécifiques affectant ces communautés n'étaient pas clairs, suggérant que d'autres éléments, au-delà de ce qui a été mesuré, pourraient influencer considérablement la vie microbienne.

Implications pour la Gestion de l'Eau

Les résultats de cette étude ont des implications importantes pour la gestion de la qualité de l'eau dans différents types de bâtiments. Ça suggère que les pratiques de gestion de l'eau pourraient avoir besoin d'être adaptées aux besoins spécifiques des bâtiments en fonction de leurs systèmes de plomberie et de la vie microbienne présente en eux.

Par exemple, les bâtiments commerciaux qui sont sujets à la stagnation pourraient nécessiter des protocoles de flushing différents par rapport aux maisons résidentielles. Comprendre ces différences peut aider à garantir que l'eau potable reste sûre et que les organismes nuisibles soient tenus à l'écart.

Conclusion

Cette étude éclaire les interactions complexes entre les systèmes de plomberie des bâtiments et les communautés microbiennes. En examinant la microdiversité des organismes et comment ils changent au fil du temps dans différents types de bâtiments, les chercheurs peuvent mieux comprendre la dynamique de la qualité de l'eau et la sécurité. Les enseignements tirés de cette recherche pourraient conduire à de meilleures stratégies pour gérer les systèmes de plomberie afin de protéger la santé publique et maintenir l'eau potable en toute sécurité dans les environnements commerciaux et résidentiels.

Source originale

Titre: Building plumbing influences the microdiversity and community assembly of the drinking water microbiome.

Résumé: Building plumbing microbial communities can significantly influence water quality at the point of use, particularly during periods of stagnation. Thus, a fine-scale understanding of factors governing community membership and structure, as well as environmental and ecological factors shaping building plumbing microbial communities is critical. In this study, we utilized full-length 16S ribosomal RNA (rRNA) gene sequencing to investigate the microdiversity and spatial-temporal dynamics of microbial communities in commercial and residential building plumbing systems. Bacterial operational taxonomic units (OTUs) within commercial buildings exhibited much lower microdiversity relative to the same OTUs in residential buildings. Microdiversity was associated with higher persistence and relative abundance of OTUs. Interestingly, amplicon sequencing variants within the same OTUs exhibited habitat preferences based on the building type while also demonstrating varying temporal turnover patterns. Dispersal limitation disproportionately governed community assembly in commercial buildings, whereas heterogeneous selection was the dominant ecological mechanism shaping the microbial community in residential buildings. Dispersal limitation in commercial buildings is consistent with larger building sizes and greater periods of water stagnation. Interestingly, the inability to explain the extent of heterogeneous selection-driven community assembly in residential locations using measured water chemistry may suggest a disproportionately large effect of fine-scale variation in plumbing characteristics on community assembly in residential locations.

Auteurs: Ameet Pinto, H. He, L. Huo, S. Oosthuizen-Vosloo, K. Pieper, A. Stubbins, B. Yoon

Dernière mise à jour: 2024-09-23 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.23.614467

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.23.614467.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

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