Une analyse qPCR est développé pour la détection de Escherichia coli O157: H7 de cibler un marqueur génétique unique, Z3276. La qPCR a été combiné avec propidium monoazide (PMA) de traitement pour la détection de cellules vivantes. Ce protocole a été modifié et adapté à un format de plaque à 96 puits pour une manipulation aisée et uniforme de nombreux échantillons
Un cadre de lecture ouverte unique (ORF) Z3276 a été identifié comme un marqueur génétique spécifique de E. coli O157: H7. Un essai qPCR a été développé pour la détection de E. coli O157: H7 en ciblant ORF Z3276. Avec ce dosage, on peut détecter aussi peu que quelques copies du génome de l'ADN de E. coli O157: H7. La sensibilité et la spécificité du test ont été confirmés par des tests de validation intensifs avec un grand nombre de E. coli O157: H7 souches (n = 369) et des souches non-O157 (n = 112). En outre, nous avons combiné propidium monoazoture (PMA) avec la procédure de protocole de qPCR nouvellement développé pour la détection sélective de cellules vivantes à partir de cellules mortes. L'amplification de l'ADN à partir de cellules mortes PMA-traitées a été presque complètement inhibée par opposition à l'amplification de l'ADN pratiquement pas affecté par les cellules vivantes traitées au PMA. En outre, le protocole a été modifié et adapté à un format de plaque à 96 puits pour une manipulation facile et uniforme d'un grand nombre d'échantillons. Tsa méthode devrait avoir un impact sur microbiologique précis et la surveillance épidémiologique de la sécurité alimentaire et la source de l'environnement.
La PCR est une technique couramment utilisée pour la détection de E. coli O157: H7 dans les échantillons alimentaires et environnementaux. L'identification de biomarqueurs spécifiques pour E. coli O157: H7 est l'un des facteurs essentiels pour la détection de succès dans des essais de PCR. Les biomarqueurs couramment utilisés dans des essais de PCR pour la détection de E. coli O157: H7 comprennent des toxines Shiga (stx 1 et stx 2) 1,2, 3,4 uidA, eaeA 5,6, rfbE 7, et fliC gènes 8,9. Ces marqueurs peuvent fournir une efficacité variable pour l'identification, mais la plupart des marqueurs biologiques ne peuvent être utilisés en tant que biomarqueur unique pour la détection de E. coli O157: H7. Cette insuffisance de la puissance de la différenciation des gènes cibles nécessite biomarqueur (s) plus précis et plus fort pour l'identification de E. coli O157: H7 10.
De nombreuses sondes pour les gènes hypothétiques ou des cadres de lecture ouverts (ORF) dans E. coliO157: H7 11 ont été conçus pour qPCR analyse sur la base des indices de puces ADN de génotypage de notre laboratoire et par la recherche dans la base de données GenBank du Centre national d'information sur la biotechnologie. La séquence de l'ORF Z3276, qui est un gène fimbriae 11, a été choisi pour l'analyse qPCR. Par la suite, un test PCR quantitative a été développé par le biais de nombreux essais sur les paramètres de la PCR tels que les concentrations des amorces et des sondes, ainsi que les températures d'hybridation et d'extension (données non présentées). Après inclusivité d'incitation et d'exclusivité des tests sur les souches de référence tels que E. coli O157: H7, non-O157 et Shigella dans la qPCR, l'ORF Z3276 a été identifié comme un marqueur génétique spécifique et forte pour l'identification de E. coli O157: H7. Ensuite, nous développons une nouvelle méthode qPCR utilisant ce biomarqueur unique pour l'identification de E. coli O157: H7.
Un autre défi pour la détection de E. coli O157: H7 dans contaminé foods et de l'environnement est une détermination précise des cellules vivantes à partir d'échantillons. La présence prolongée de l'ADN des cellules mortes et l'incapacité de différencier viabilité en PCR pourrait causer des lectures faussement positifs, à une surestimation du nombre de cellules vivantes dans la détection. Par conséquent, ce qui limite l'utilisation de PCR dans la détection précise de pathogènes d'origine alimentaire 12. Une nouvelle approche pour différencier l'ADN des cellules mortes a été pris en combinant propidium monoazide (PMA) un traitement à la procédure PCR au cours des dernières années 13-15. La PMA est capable d'aller à l'intérieur des cellules mortes, et s'intercaler dans l'ADN lors de l'exposition à la lumière, mais elle ne peut pas aller à l'intérieur de cellules vivantes à réagir avec l'ADN des cellules vivantes. Ainsi, dans des mélanges PMA-traités de cellules vivantes et mortes, l'ADN des cellules mortes ne peut pas être amplifiée par PCR en 13. Nous avons combiné le traitement PMA avec le test qPCR nouvellement développé pour détecter sélectivement en direct E. coli O157: H7 cellules. De plus, nous avons fait le PMA-qPCR uneéssayé possible pour la détection à haut débit.
Un objectif principal de l'étude implique l'utilisation d'un Z3276 ORF, un unique E. coli O157: H7, en tant que biomarqueur pour une seule analyse qPCR. À l'heure actuelle, la plupart des analyses qPCR ciblent des gènes de virulence, comme stx1, stx2, et eaeA 1,2,5,6 ou gènes phénotypiques communs, comme uid 3,4, rfbE et gènes fliC 8,9. De temps en temps, une espèce ou une souche ne peuvent pas être identifiés définitivement par le gène (s) de virulence, tels que stx 1 et stx deux gènes, comme les gènes sont présents dans différentes espèces ou souches 16 ainsi. Utilisation rfbE et fliC de gènes cibles, les deux gènes sont nécessaires pour être utilisé pour l'identification complète 17. Utilisation ORF Z3276 en tant que biomarqueur, ce dosage qPCR a été démontrée comme étant dosage sensible et spécifique (tableau 1). Ce test a été soumis à inclusivité et l'exclusivité des tests rigoureux, y compris O157: H7 (n = 367), plus de 100 souches non-O157, et d'autres espèces pathogènes comme Salmonella et Shigella. Tous O157: H7 ont été examinés de façon positive détectés, et pas de réactivité croisée n'a été trouvée à partir des souches non-O157 (tableau 1), ce qui indique que l'ORF Z3276 est un biomarqueur unique et forte pour la détection de E. coli O157: H7.
L'autre objectif de l'étude est de détecter sélectivement les cellules vivantes des cellules mortes par traitement au PMA avant extraction de l'ADN. PMA peut pénétrer dans les cellules mortes de la membrane est compromise et la lier à l'ADN et inhibe ainsi l'amplification de l'ADN des cellules mortes dans les 13 PCR. Nous avons modifié la procédure PMA-traitement, et adapté à un format de plaque à 96 puits pour la procédure. L'intensité droit de exposition à la lumière est essentielle pour obtenir un effet optimal réticulation. Auparavant, les microtubes ont été utilisés dans cette étape de 13 à 15. Cependant, microtubes séparés sont difficiles à manipuler dans l'ex lumièrel'étape de Posure, et ces tubes ne sont pas absolument transparent pour obtenir le meilleur goût transversale. En utilisant une plaque de 96 puits, nous avons amélioré l'efficacité de la PMA-traitement. Ces modifications peuvent influer sur le dosage de plusieurs façons: ils rendent plus facile d'obtenir un effet de réticulation complète et uniforme, en particulier avec de nombreux échantillons, les échantillons traités peuvent être déplacés d'une plaque à l'autre pour rendre possible la détection d'un grand nombre d'échantillons, et ils offrent ce test PMA-qPCR avec un potentiel d'automatisation pour l'ensemble du processus. La limitation de ce dosage PMA-qPCR est que le traitement augmente le coût du PMA de PCR et légèrement réduit quelque peu la sensibilité du dosage par PCR.
The authors have nothing to disclose.
Nous remercions le ministère de la Sécurité intérieure des États-Unis pour fournir une partie du financement.
AB 7900HT Fast Real-time PCR system | ABI | ||
2 x Universal master mix | ABI | 4304437 | |
PrepMan Ultra | ABI | 4318930 | |
Primer Express | ABI | ||
Probes | ABI | Top of Form | |
4316033 Bottom of Form | |||
PMA | Biodium | 40013 | |
Puregen cell and tissue kit | Qiagene | Top of Form | |
158622 | |||
Bottom of Form | |||
DU530 spectrophotometer | Beckman | ||
Spectrophotometer | NanoDrop Technology | ND-1000 | |
650 w halogen light source | Britek | H8061S | |
Otptical Adhesive film | ABI | 4311971 | |
Optical 96-well reaction plate | ABI | 4316813 |