The number of pizza take outs compared with gym memberships may give you some idea of a city's obesity rates. But scientists say to really understand an area's weight problems you need to go underground into the grimy depths of the sewage network. Here, they claim, raw waste can be analysed to reveal the urban 'microbiome', offering glimpses into disease trends on a wider scale. Humans harbour tremendous amounts of bacteria in their gastrointestinal tract and gut bacteria. Lifestyle differences can alter the human gut microbiome, and microbial community composition of an individual with obesity. Now scientists say this community can be analysed from a community's sewage system . Studies of the human microbiome, the collection of trillions of microbes living in and on the human body, have gained traction during the last decade. Scientists are hoping to identify a 'healthy microbiome' by finding one or more bacterial community types that may be linked with healthy individuals. In a recent study by the University of Wisconsin-Milwaukee, sewage samples were collected from 71 cities across the US. According to the researchers, a microbial study of that sewage helped them predict each city's obesity rates with 81 to 89 per cent accuracy. The skinniest city sampled was Steamboat Springs, Colorado, with an obesity rate of 13.5 per cent, while the heaviest was St. Joseph, Missouri, with a rate of 37.4 per cent. While scientists have known this for some time, this is the first study to reveal the same holds true when these microbiomes are mixed together in the sewage network. Using computer power, the team were able to to rapidly sequence microbial populations and look for patterns in the results . This is because humans harbour tremendous amounts of bacteria in their gastrointestinal tract and gut bacteria. Lifestyle differences can alter the human gut microbiome, and microbial community composition of an individual with obesity. While scientists have known this for some time, this is the first study to reveal the same holds true when these microbiomes are mixed together in the sewage network. Where there is muck there really is brass with scientists claiming that millions can be made by extracting gold from human waste. In fact as well as gold, faeces contains platinum, silver and other metals along with rare elements such as palladium and vanadium. Researchers now hope to 'mine' sewage reducing the need to mine raw metals from the ground, while reducing pollution by recycling human waste. Previous research estimated the waste from one million Americans could contain as much as $12 million (£8.7 million) worth of metals. In 1999 the UK produced over 1,130,000 tonnes of sludge dry solids. If Britain's waste was mined it could be worth $762 million (£510 million) a year. Dr Kathleen Smith of the US Geological Survey said: 'If you can get rid of some of the nuisance metals that currently limit how much of these biosolids we can use on fields and forests, and at the same time recover valuable metals and other elements, that's a win-win.' The study used a technique known as oligotyping which exploits subtle variations gene data. Using computer power, the team were able to to rapidly sequence microbial populations and look for patterns in the results. Overall, scientists compared the gut bacterial community profiles of 137 healthy adults provided by The Human Microbiome Project to the bacterial community profiles of more than 200 sewage samples. 'This method is similar to trying to create a map of a geographical region,' explains Murat Eren, an Assistant Research Scientist at the MBL, and one of the authors of the study. 'The way we have been working with microbiomes of individuals has been similar to driving around and mapping the streets and structures of a city in a detailed manner. 'This approach takes our efforts to a much larger scale. 'In this sense it is similar to taking one big aerial picture of a city, trading off intricate details of a small number of well-described streets for broader insights and larger patterns.' The researchers say the use of oligotyping, which provides greater sensitivity, allowed them to better explain the distribution of very closely related bacterial organisms to compare microbiomes among 71 human populations. 'The sewage samples of 71 cities do not tell us anything specific about 'individuals' who live in those cities' added Eren. 'However, only using sewage samples, we were able to differentiate these cities based on their estimated level of obesity. 'This approach can be beneficial to answer various public health questions while not compromising the privacy of individuals.'
Researchers collected sewage samples from 71 cities across the US .
They analysed 'microbiome' of each sample - a key indicator of health .
Heaviest city was St Joseph, Missouri, with an obesity rate of 37.4% .
Scientists say method provides data without compromising privacy .
מספר מנות הפיצה בהשוואה לחברות בחדר כושר עשוי לתת לך מושג מסוים לגבי שיעורי ההשמנה בעיר. אבל מדענים אומרים שכדי להבין באמת את בעיות המשקל של אזור, אתה צריך לרדת מתחת לאדמה לתוך המעמקים המלוכלכים של רשת הביוב. כאן, לטענתם, ניתן לנתח פסולת גולמית כדי לחשוף את ה'מיקרוביום' העירוני, המציע הצצה למגמות מחלות בקנה מידה רחב יותר. בני אדם אוגרים כמויות אדירות של חיידקים במערכת העיכול ובחיידקי המעיים שלהם. הבדלים באורח החיים יכולים לשנות את המיקרוביום של המעי האנושי, ואת הרכב הקהילה המיקרוביאלית של אדם עם השמנת יתר. כעת מדענים אומרים שניתן לנתח את הקהילה הזו ממערכת הביוב של הקהילה. מחקרים על המיקרוביום האנושי, אוסף של טריליוני חיידקים החיים בגוף האדם ועליו, צברו אחיזה בעשור האחרון. מדענים מקווים לזהות 'מיקרוביום בריא' על ידי מציאת סוג אחד או יותר של קהילת חיידקים שעשויים להיות קשורים לאנשים בריאים. במחקר שנערך לאחרונה על ידי אוניברסיטת ויסקונסין-מילווקי, נאספו דגימות ביוב מ-71 ערים ברחבי ארה"ב. לפי החוקרים, מחקר מיקרוביאלי של הביוב הזה עזר להם לחזות את שיעורי ההשמנה של כל עיר עם דיוק של 81 עד 89 אחוזים. העיר הרזה ביותר שנדגמה הייתה Steamboat Springs, קולורדו, עם שיעור השמנת יתר של 13.5%, בעוד שהכבדה ביותר הייתה סנט ג'וזף, מיזורי, עם שיעור של 37.4%. בעוד שמדענים יודעים זאת כבר זמן מה, זהו המחקר הראשון שחושף אותו הדבר נכון כאשר המיקרוביומים הללו מעורבבים יחד ברשת הביוב. באמצעות כוח מחשב, הצוות הצליח לרצף במהירות אוכלוסיות מיקרוביאליות ולחפש דפוסים בתוצאות. הסיבה לכך היא שבני אדם אוגרים כמויות אדירות של חיידקים במערכת העיכול ובחיידקי המעיים שלהם. הבדלים באורח החיים יכולים לשנות את המיקרוביום של המעי האנושי, ואת הרכב הקהילה המיקרוביאלית של אדם עם השמנת יתר. בעוד שמדענים יודעים זאת כבר זמן מה, זהו המחקר הראשון שחושף אותו הדבר נכון כאשר המיקרוביומים הללו מעורבבים יחד ברשת הביוב. היכן שיש בוץ, יש באמת פליז עם מדענים הטוענים שאפשר לייצר מיליונים על ידי הפקת זהב מפסולת אנושית. למעשה, כמו זהב, הצואה מכילה פלטינה, כסף ומתכות אחרות יחד עם יסודות נדירים כמו פלדיום ונדיום. חוקרים מקווים כעת "לכרות" שפכים, תוך צמצום הצורך בכריית מתכות גולמיות מהקרקע, תוך הפחתת הזיהום על ידי מיחזור פסולת אנושית. מחקר קודם העריך שהפסולת של מיליון אמריקאים יכולה להכיל מתכות בשווי של עד 12 מיליון דולר (8.7 מיליון ליש"ט). בשנת 1999 ייצרה בריטניה למעלה מ-1,130,000 טונות של בוצה יבשה. אם הפסולת של בריטניה הייתה מכורה, היא עשויה להיות שווה 762 מיליון דולר (510 מיליון ליש"ט) בשנה. ד"ר קתלין סמית' מהמכון הגיאולוגי של ארה"ב אמרה: "אם תוכל להיפטר מכמה מהמתכות המטרידות שמגבילות כיום את כמות הביו-סולידים הללו שאנו יכולים להשתמש בשדות וביערות, ובמקביל לשחזר מתכות יקרות ערך ואלמנטים אחרים, זה win-win.' המחקר השתמש בטכניקה המכונה אוליגוטייפ המנצלת נתוני גנים מעודנים. באמצעות כוח מחשב, הצוות הצליח לבצע רצף מהיר של אוכלוסיות חיידקים ולחפש דפוסים בתוצאות. בסך הכל, מדענים השוו את פרופילי קהילת חיידקי המעיים של 137 מבוגרים בריאים שסופקו על ידי The Human Microbiome Project לפרופילי קהילת החיידקים של יותר מ-200 דגימות ביוב. "שיטה זו דומה לניסיון ליצור מפה של אזור גיאוגרפי", מסביר מוראט ערן, עוזר מדען מחקר ב-MBL, ואחד ממחברי המחקר. "הדרך שבה עבדנו עם מיקרוביומים של אנשים דומה לנסיעה ומיפוי רחובות ומבנים של עיר בצורה מפורטת. "גישה זו לוקחת את המאמצים שלנו לקנה מידה גדול בהרבה. "במובן הזה זה דומה לצילום תמונה אווירית אחת גדולה של עיר, תוך החלפת פרטים מורכבים של מספר קטן של רחובות מתוארים היטב לתובנות רחבות יותר ודפוסים גדולים יותר." החוקרים אומרים שהשימוש באוליגוטייפ, המספק רגישות רבה יותר, אפשר להם להסביר טוב יותר את התפוצה של אורגניזמים חיידקיים קרובים מאוד כדי להשוות מיקרוביום בין 71 אוכלוסיות אנושיות. "דגימות הביוב של 71 ערים אינן אומרות לנו שום דבר ספציפי על 'יחידים' המתגוררים באותן ערים", הוסיף ערן. "עם זאת, רק באמצעות דגימות ביוב, הצלחנו להבדיל בין הערים הללו על סמך רמת ההשמנה המשוערת שלהן. "גישה זו יכולה להיות מועילה כדי לענות על שאלות שונות בנושא בריאות הציבור, תוך שהיא לא מתפשרת על פרטיותם של אנשים."
חוקרים אספו דגימות ביוב מ-71 ערים ברחבי ארה"ב.
הם ניתחו 'מיקרוביום' של כל דגימה - אינדיקטור מרכזי לבריאות.
העיר הכבדה ביותר הייתה סנט ג'וזף, מיזורי, עם שיעור השמנת יתר של 37.4%.
מדענים אומרים שהשיטה מספקת נתונים מבלי לפגוע בפרטיות.