ABSTRACT Escherichia coli has been used as an indicator of fecal pollution in environmental waters. However, its presence in environmental waters does not provide information on the source of water pollution. Identifying the source of water pollution is paramount to be able to effectively reduce contamination. The present study aimed to identify E. coli microbial source tracking (MST) markers that can be used to identify domestic wastewater contamination in environmental waters. We first analyzed wastewater E. coli genomes sequenced by us (n = 50) and RefSeq animal E. coli genomes of fecal origin (n = 82), and identified 144 candidate wastewater-associated marker genes. The sensitivity and specificity of the candidate marker genes were then assessed by screening the genes in 335 RefSeq wastewater E. coli genomes and 3,318 RefSeq animal E. coli genomes. We finally identified two MST markers, namely W_nqrC and W_clsA_2, which could be used for detection of wastewater-associated E. coli isolates. These two markers showed higher performance than the previously developed human wastewater-associated E. coli markers H8 and H12. When used in combination, W_nqrC and W_clsA_2 showed specificity of 98.9% and sensitivity of 25.7%. PCR assays to detect W_nqrC and W_clsA_2 were also developed and validated. The developed PCR assays are potentially useful for detecting E. coli isolates of wastewater origin in environmental waters, though users should keep in mind that the sensitivity of these markers is not high. Further studies are needed to assess the applicability of the developed markers to a culture-independent approach.

Abstract The accelerator-based boron neutron capture therapy (BNCT) system has been approved for specific cases covered by health insurance, and clinical trials for new cases in Japan are currently being conducted on other systems. Owing to the progress of accelerator-based BNCT, the operation of medical physics must be rendered more efficient. A water phantom is used for the quality assurance (QA) of the BNCT beam output procedure; however, a solid phantom is preferred for routine QA because of its ease of use. Additionally, because water phantoms cannot be readily used in some facilities owing to structural problems, solid phantoms are preferred for unified measurements at different facilities to compare beam outputs. In this study, we perform irradiation tests using an acrylic phantom and verify that an acrylic phantom can be used for QA. The distribution of thermal neutron flux and gamma-ray dose rate inside the acrylic phantom are evaluated through experiments and simulations. The results indicate that the acrylic phantom is suitable for routine QA and for comparing beam outputs among different systems. In the future, the same irradiation tests will be conducted at other facilities.