Pyrosequencing هي تقنية متعددة الاستخدامات التي تسهل تسلسل الجينوم الميكروبي التي يمكن استخدامها لتحديد الأنواع البكتيرية، تميز السلالات البكتيرية، والكشف عن الطفرات الوراثية التي تمنح مقاومة العوامل المضادة للميكروبات. في هذا الفيديو، سيظهر الإجراء لتوليد الميكروبية AMPLICON، AMPLICON pyrosequencing، وتحليل تسلسل الحمض النووي.
Pyrosequencing هي تقنية متعددة الاستخدامات التي تسهل تسلسل الجينوم الميكروبي التي يمكن استخدامها لتحديد الأنواع البكتيرية، تميز السلالات البكتيرية وكشف الطفرات الجينية التي تمنح مقاومة العوامل المضادة للميكروبات. وتشمل مزايا pyrosequencing لتطبيقات علم الأحياء الدقيقة سريعة وموثوقة الفرز الفائق الإنتاجية وتحديد دقيق للميكروبات والطفرات الجينية الميكروبية. Pyrosequencing ينطوي على تسلسل الحمض النووي عن طريق تجميع حبلا التكميلية قاعدة واحدة في وقت واحد، مع تحديد كائن النوكليوتيدات محددة أدرجت خلال رد فعل التوليف. يحدث رد فعل على يجمد واحد الذين تقطعت بهم السبل الحمض النووي القالب حيث يتم إضافة ريبوزية أربعة (dNTP) بالتسلسل وdNTPs الفردية هي المتدهورة إنزيمي قبل اضافة dNTP بجانب رد فعل التوليف. ويتم رصد الكشف عن قاعدة محددة دمجها في قالب من قبل جيل من chemilumإشارات inescent. ترتيب dNTPs التي تنتج الإشارات chemiluminescent يحدد تسلسل الحمض النووي للقالب. القدرة التسلسل في الوقت الحقيقي التكنولوجيا pyrosequencing يمكن تعريف الميكروبي السريع في فحص واحد. وبالإضافة إلى ذلك، الصك pyrosequencing، يمكن تحليل التنوع الجيني الكامل لمكافحة الجراثيم المقاومة للأدوية، بما في ذلك كتابة من تعدد الأشكال، والطفرات نقطة، الإدراج، والحذف، وكذلك الكمي من نسخ الجينات المتعددة التي قد تحدث في بعض المقاومة المضادة للميكروبات أنماط.
Pyrosequencing هو طريقة سريعة ودقيقة لتسلسل الأحماض النووية التي تقوم على مبدأ "التسلسل عن طريق التخليق". "التسلسل عن طريق التخليق" ينطوي على استخدام قالب DNA ضفيرة واحدة لتجميع حبلا التكميلية قاعدة واحدة في وقت واحد، والكشف عن قاعدة أدرجت (A، T، G، أو C) في كل خطوة من خلال الكشف عن إشارة chemiluminescent. يتضمن رد فعل pyrosequencing الحمض النووي القالب، dNTPs (dATP، dGTP، dTTP، dCTP)، البلمرة DNA، ATP sulfurylase، وسيفيرين، وسيفيراز، وآبيراز. يبدأ رد فعل التوليف عن طريق إضافة واحدة من dNTPs أربعة والبلمرة DNA إلى واحد الذين تقطعت بهم السبل الحمض النووي القالب البيروكسيديز. البلمرة DNA يدمج dNTP التكميلية على القالب، مع الافراج اللاحقة من بيروفوسفات (الشكل 1). ATP sulfurylase يحول نسبيا في بيروفسفات إلى ATP. ATP يعمل كمحفز لتحويل وسيفيراز بوساطة من وسيفيرين إلى oxyluciferin، التييولد ضوء (الشكل 2). شدة الضوء يتناسب مع عدد من النيوكليوتيدات أدرجت ويحدد ما إذا كان هو واحد أو أكثر dNTP معينة (dATP، dTTP، dGTP، أو dCTP) موجودة على حبلا قالب بالتسلسل (الشكل 3). أي dNTP الفردية هي التي تدهورت بفعل آبيراز قبل اضافة dNTP المقبل لاستمرار رد فعل التوليف. ويتكرر هذا "التسلسل عن طريق التخليق" رد فعل مع اضافة كل من dNTPs أربعة حتى يتم تحديد تسلسل الحمض النووي من القالب الحمض النووي الذين تقطعت بهم السبل واحد.
لعرض الرسوم المتحركة للتفاعل pyrosequencing اضغط هنا لمشاهدة الفيلم .
وقد تم تسويقها القليلة المقبلة أساليب جديدة التسلسل جيل. ثلاثة من أكثر الوسائل المستخدمة على نطاق واسع هي أيون تسلسل أشباه الموصلات، واحدة جزيء الحقيقي التسلسل الوقت، وتسلسل عن طريق التخليق (SBS). 3-11 كل من هذه الطرق يعتمد على التسلسل عن طريق التخليق ولكن توظيف المنصات رواية للكشف عن النيوكليوتيدات يدمج. في أيون أشباه الموصلات التسلسل، ضفيرة واحدة من الحمض النووي بمثابة قالب لحبلا التسلسل. 12 البلمرة والنيوكليوتيدات تضاف بالتتابع كما هو الحال في pyrosequencing. عند إضافة النوكليوتيدات إلى حبلا الحمض النووي المتزايد، ويتم تحريرها أيون الهيدروجين. تم الكشف عن أيون الهيدروجين بواسطة تأثير الترانزستور الاستشعار الميدانية.
واحد جزيء الحقيقي التسلسل الوقت يعتمد على وضع دليل موجة صفر (كتبها zmw). كتبها zmw 13 هو بنية صغيرة حيث يتم إرفاق جزيء البلمرة واحدة إلى أسفل البئر. يضيء في مثل هذه الطريقة أن فلورويمكن الكشف عن جزيء رائحة. غير الموسومة كل النوكليوتيدات مع جزيء نيون. كما أدرج النوكليوتيدات الموسومة fluorescently، كاشف يحدد النوكليوتيدات. عندما تتم إضافة النوكليوتيدات المقبل، هو المشقوق جزيء الفلورسنت 14
التسلسل عن طريق التخليق (SBS) يستخدم طريقة فريدة من نوعها لتضخيم الحمض النووي المستهدف بحيث يتم إنشاء مجموعات من متواليات فريدة من نوعها. قوالب 15 الذين تقطعت بهم السبل واحدة يتم إنشاؤها ثم يتم تصنيعه حبلا التكميلية. يتم تصنيف كل النوكليوتيدات مع جزيء الفلورسنت وبعد كل إضافة قاعدة يتم تسجيل مضان من قاعدة المضافة.
The authors have nothing to disclose.
وكان هذا المشروع دعما جزئيا من قبل جامعة جونز هوبكنز، مكتب وكيل الجامعة من خلال مبادرة العلوم وبوابة QIAGEN شركة
Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
PyroMark PCR Master Mix, 2x | Qiagen | 978703 | |
CoralLoad Concentrate, 10x | Qiagen | 978703, 978705 | |
Q-Solution, 5x | Qiagen | 978703, 978705 | |
MgCl2, 25 mM | Qiagen | 978703, 978705 | |
RNase-Free Water | Qiagen | 129112 | |
Primers | Qiagen | 978776 or 978777 | Primers should be purchased from an established oligonucleotide manufacturer (i.e. QIAGEN Pyromark Custom Assays, IDT, etc). Lyophilized primers should be dissolved in TE to provide a stock solution of 100 μM. |
Pyromark Gold Q24 Reagents | Qiagen | 970802 | |
High-purity water (Milli-Q 18.2 MΩ x cm or equivalent) | |||
Streptavidin Sepharose High Performance Beads | GE Healthcare | 17-5113-07 | |
PyroMark Annealing Buffer | Qiagen | 979009 | |
PyroMark Denaturation Solution | Qiagen | 979007 | |
PyroMark Wash Buffer | Qiagen | 979008 | |
PyroMark Q24 | Qiagen | 9001514 | |
PyroMark Q24 Cartridge | Qiagen | 979202 | |
PyroMark Q96 HS Tip Holder Box | Qiagen | 979105 | |
PyroMark Q24 Vacuum Workstation | Qiagen | 9001516 | |
PyroMark Q24 Plate Holder | Qiagen | 9022273 | |
Orbital shaker | Fisher | 11-675-297 | |
Heat block | Fisher | 11-718Q |