H7 gezielt eine einzigartige genetische Marker, Z3276: Ein qPCR-Assay wurde für den Nachweis von Escherichia coli O157 entwickelt. Die qPCR wurde mit Propidium Monoazid (PMA)-Behandlung für Lebendzellerkennung kombiniert. Dieses Protokoll wurde modifiziert und auf eine 96-Well-Plattenformat für die einfache und einheitliche Behandlung einer Vielzahl von Proben geeignet ist
Eine einzigartige offene Leserahmen (ORF) Z3276 wurde als ein spezifischer genetischer Marker für E. identifiziert coli O157: H7. Ein qPCR-Assay wurde für den Nachweis von E. entwickelt coli O157: H7, indem sie auf ORF-Z3276. Mit diesem Test können wir so niedrig wie ein paar Kopien des Genoms von DNA von E. erkennen coli O157: H7. Die Empfindlichkeit und Spezifität des Assays wurden durch intensive Validierungstests mit einer großen Anzahl von E. bestätigt coli O157: H7-Stämme (n = 369) und nicht-O157-Stämme (n = 112). Darüber hinaus haben wir Propidium Monoazid (PMA) Verfahren mit den neu entwickelten qPCR-Protokoll für den selektiven Nachweis von lebenden Zellen von toten Zellen kombiniert. Die Amplifikation von DNA aus PMA-behandelten toten Zellen wurde fast vollständig im Gegensatz zu nahezu unbeeinflusst Amplifikation von DNA aus PMA-behandelten lebenden Zellen gehemmt. Außerdem wird das Protokoll geändert wurde und auf eine 96-Well-Plattenformat für eine einfache und einheitliche Handhabung einer großen Anzahl von Proben geeignet. Tseine Methode wird erwartet, dass die Auswirkungen auf genaue mikrobiologische und epidemiologische Überwachung der Lebensmittelsicherheit und Umwelt Quelle haben.
PCR ist eine übliche Technik zum Nachweis von E. coli O157: von Lebensmittel-und Umweltproben H7. Beschreibung spezifischer Biomarker für E. coli O157: H7 ist einer der Schlüsselfaktoren für die erfolgreiche Detektion in PCR-Assays. Die üblicherweise in PCR-Assays für den Nachweis von E. verwendet Biomarker coli O157: H7 gehören Shiga-Toxine (STX 1 und stx 2) 1,2, 3,4 uidA, eaeA 5,6, rfbE 7 und 8,9 fliC Gene. Diese Biomarker können variable Effizienz zur Identifizierung bereitzustellen, aber die meisten der Biomarker kann nicht als eine einzigartige Biomarker zum Nachweis von E. verwendet werden coli O157: H7. Diese Unzulänglichkeit in der Differenzierung von Zielgenen Leistung fordert mehr und stärker spezifische Biomarker (s) zur Identifizierung von E. coli O157: H7 10.
Zahlreiche Sonden für Gene oder hypothetischen offenen Leserahmen (ORFs) in E. coliO157: H7 11 wurden für die qPCR-Assay auf der Grundlage der Hinweise von DNA-Microarrays Genotypisierung aus unserem Labor und durch die Suche in der Datenbank GenBank des National Center for Biotechnology Information ausgelegt. Die Reihenfolge der Z3276 ORF, der ein Gen Fimbrien-11 wurde für die qPCR-Assay ausgewählt. Anschließend wurde eine qPCR Assay durch zahlreiche Studien auf PCR-Parameter wie Konzentrationen von Primer und Sonden sowie Rungs-und Verlängerungstemperaturen (Daten nicht gezeigt) entwickelt. Nach Anreiz Inklusivität und Exklusivität Tests an Referenzstämme wie E. coli O157: H7, nicht-O157-und Shigella-Stämme in der qPCR wurde die ORF-Z3276 als eine spezifische und starke genetische Marker zur Identifizierung von E. identifiziert coli O157: H7. Dann entwickeln wir eine neue qPCR-Methode mit dieser einzigartigen Biomarker für die Identifizierung von E. coli O157: H7.
Eine weitere Herausforderung bei der Detektion von E. coli O157: H7 in für kontaminierteMethoden und Umwelt ist eine genaue Bestimmung der lebenden Zellen aus Proben. Die erweiterte Präsenz von DNA aus toten Zellen und die Unfähigkeit zur Lebensfähigkeit in PCR-Assays unterscheiden könnte falsch-positive Werte verursachen, was zu einer Überschätzung von Live-Zahlen Zelle in Erkennung. Folglich schränkt dies die PCR-Nutzung in präzise Erkennung von Krankheitserregern 12. Ein neuer Ansatz zur DNA der toten Zellen differenzieren, wurde durch die Kombination von Propidium Monoazid (PMA) der Behandlung mit PCR-Verfahren in den letzten Jahren 13 bis 15 übernommen. PMA ist in der Lage, innerhalb der toten Zellen zu gehen, und die in die DNA interkalieren, wenn sie Licht ausgesetzt wird, aber es kann nicht innerhalb von lebenden Zellen gehen, um mit der DNA der lebenden Zellen reagieren. Somit wird in PMA-behandelten Mischungen von lebenden und toten Zellen, die DNA aus toten Zellen können in PCR 13 verstärkt werden. Wir kombinierten PMA-Behandlung mit dem neu entwickelten qPCR Assay zur selektiven Nachweis Live E. coli O157: H7-Zellen. Darüber hinaus haben wir die PMA-qPCR eine gemacht habenssay für Hochdurchsatz-Erkennung möglich.
Eine primäre Ziel der Studie beinhaltet die Verwendung von einem ORF Z3276, eine einzigartige E. coli O157: H7, als alleinige Biomarker für qPCR-Assay. Derzeit sind die meisten qPCR-Assays Targeting Virulenz-Gene, wie stx1, stx2 und eaeA 1,2,5,6 oder gemeinsamen phänotypischen Gene, wie uidA 3,4, rfbE und fliC Gene 8,9. Gelegentlich Spezies oder Stamm kann nicht definitiv von Virulenz-Gen (e) identifiziert werden, wie stx 1 und 2 Gene stx, wie diese Gene bei verschiedenen Spezies oder Stämme 16 und vorhanden sind. Verwendung rfbE und fliC für Zielgene, beide Gene benötigt werden, um für eine vollständige Identifizierung 17 verwendet werden. Verwendung ORF Z3276 als Biomarker, hat qPCR-Assay wurde gezeigt, empfindlichen und spezifischen Test (Tabelle 1). H7-Stämme (n = 3: Dieser Test hat den strengen Inklusivität und Exklusivität Tests, einschließlich O157 zogen wurde67), über 100 nicht-O157-Stämme und andere pathogene Arten, wie Salmonella und Shigella. Alle O157: H7-Stämme untersucht wurden positiv detektiert und keine Kreuzreaktivität wurde von den nicht-O157-Stämme (Tabelle 1) gefunden, was anzeigt, dass der ORF Z3276 ist ein einzigartiges und starkes Biomarker zum Nachweis von E. coli O157: H7.
Das andere Ziel der Studie ist es, lebende Zellen vor DNA-Extraktion selektiven Nachweis von toten Zellen durch PMA-Behandlung. PMA kann in der toten Zellen mit beeinträchtigter Membran durchdringen und an die DNA binden und hemmt so die DNA-Amplifikation von toten Zellen in 13 PCR. Wir haben die PMA-Behandlung Verfahren modifiziert und angepasst ist, um eine 96-Well-Plattenformat für das Verfahren. Die richtige Intensität der Belichtung notwendig, um die optimale Vernetzung Wirkung zu erzielen. Früher wurden Röhrchen aus diesem Schritt 13-15 verwendet. Allerdings sind separate Mikroröhrchen schwierig zu handhaben in Licht abBelichtungsschritt und diese Röhren nicht absolut transparent für die besten Cross-Geschmack zu erhalten. Verwendung eines 96-Well-Platte, konnten wir die Effizienz der PMA-Behandlung. Diese Änderungen können die Assays auf mehrere Arten beeinflussen: Sie machen es einfacher, eine gründliche und gleichmäßige Vernetzungseffekt zu erzielen, insbesondere bei einer Vielzahl von Proben, die behandelten Proben können von einer Platte zur anderen bewegt werden, um es möglich zu machen Detektion Vielzahl Proben, und sie liefern diese PMA-qPCR-Assay mit Automatisierungspotential für den gesamten Prozess. Die Einschränkung dieser PMA-qPCR-Assay ist, dass PMA-Behandlung erhöht die Kosten etwas PCR und die Empfindlichkeit der PCR-Assay leicht reduziert.
The authors have nothing to disclose.
Wir danken dem US-Department of Homeland Security für die Bereitstellung Teil der Finanzierung.
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 |