نحن تصف PCR متعددة للكشف السريع لserovars السالمونيلا الملهبة enterica ، الهدار ، هايدلبرغ ، والتيفية الفأرية. يمكن التعرف على السالمونيلا serovars محددة من خلال استهداف متعددة PCR لتسلسل الجينات وفريدة من نوعها إلى الكتلة الحيوي O – مستضد وفلاجيلين لضرب مصلي معين. يتم تعيين ضرب مصلي ثم إلى عزل السالمونيلا استنادا إلى مظهر معين amplicons الحجم ، (PCR المنتج) المقابلة لأليل الهدف.
تقارير إتمام المشروعات التجارية الحالية اختبارات لتحديد الجينات المستهدفة السالمونيلا فريدة من نوعها لهذا جنس. ومع ذلك ، هناك اثنين من الأنواع والسلالات الست ، وأكثر من 2500 serovars السالمونيلا مختلفة ، وليست جميعها متساوية في أهميتها على الصحة العامة. على سبيل المثال ، وإيجاد س. enterica السلالات الثالث ألف أريزونا على طبقة البيض مزرعة الجدول غير ذات أهمية بالمقارنة مع عزلة س. enterica السلالات الأول ضرب مصلي الملهبة ، والسبب الرئيسي لداء السلمونيلات مرتبطة استهلاك بيض المائدة. ويتم تحديد Serovars على أساس الاختلافات في مستضدي lipopolysaccharide (LPS) (O مستضد) وفلاجيلين (H1 و H2 المستضدات). هذه الاختلافات هي مستضدي المظهر الخارجي للتنوع الجينات والأليلات الجينات المرتبطة بهذا النمط الظاهري.
طورنا allelotyping ، PCR أن مفاتيح متعددة على الاختلافات الجينية بين أربعة S. الرئيسية enterica السلالة serovars أنا وجدت في الدواجن والمرتبطة بأمراض بشرية كبيرة في الولايات المتحدة. واستهدفت أزواج التمهيدي PCR لتسلسل الجينات الرئيسية أو فريدة من نوعها لضرب مصلي السالمونيلا محددة ومصممة لإنتاج amplicon مع حجم معين لهذا الجين أو أليل. السالمونيلا ضرب مصلي تم تعيينه لعزل استند في على الجمع بين نتائج اختبار PCR محددة لLPS والأليلات فلاجيلين الجينات. في تقارير إتمام المشروعات متعددة الموصوفة في هذه المقالة هي محددة للكشف عن س. enterica السلالة أنا serovars الملهبة ، الهدار ، هايدلبرغ ، والتيفية الفأرية.
نحن هنا لشرح كيفية استخدام تقارير إتمام المشروعات متعددة لتحديد ضرب مصلي لعزل السالمونيلا.
معظم المتاحة تجاريا اختبارات PCR للكشف عن الجينات أهداف السالمونيلا فريدة للجنس (مثلا invA). ومع ذلك ، ليس كل السالمونيلا متساوون في قدرتهم لتسبب المرض لدى البشر أو انتشار المرض في قطعان الحيوانات. التعرف المبكر للخلافات في مستضدي LPS السالمونيلا O – مستضد وflagellinH1 ومستضدات H2 قد تؤدي إلى التفريق بين السالمونيلا إلى أكثر من 2500 serovars بناء على هذه الاختلافات مستضدي. وهناك 46 مستضدات O و 86 متميزا متميزة مستضدات فلاجيلين (H) التي تم تحديدها في جنس السالمونيلا السالمونيلا قد تكون في حوزتها واحد (H1) أو مختلفين (H1 و H2) flagellins. اعترفت مجموعة مختلفة من O ، H1 ، H2 ومستضدات حساب serovars السالمونيلا 2500 اليوم. يتم تعيين ضرب مصلي على أساس صيغة مستضدي المستمدة من تحديد هوية الفرد ومستضدات O H. يتم كتابة الصيغة كما مستضدي O : H1 : H2 ، وحيث "–" ، ويشير إلى غياب أو فلاجيلين H1 H2 و "NT" (غير typeable) لالسالمونيلا سلبية على O – مستضد. على سبيل المثال ، يتم تعيين لضرب مصلي التيفية الفأرية S. enterica عزل مع الصيغة مستضدي B : ط : 1،2 بينما تعطى الملهبة لعزل مع D1 الصيغة : ز ، م : -. هذا الاختلاف في عدد السكان مستضدي السالمونيلا هو مظهر الخارجي لخلافات على المستوى النوكليوتيدات أنه لا يمكن بالتالي يمكن استغلالها بسهولة من قبل PCR.
حددنا الاختلافات الجينية المرتبطة O محددة والأليلات H لوضع allelotyping PCR لتحديد س. enterica serovars : الملهبة ، الهدار ، هايدلبرغ ، والتيفية الفأرية (3). احالة صحيحة والإبلاغ عن ضرب مصلي السالمونيلا يتطلب اختبار لجميع الأليلات المرتبطة O : H1 : الصيغ مستضدي H2 للأمعاء (D1 : ز ، م : –) ، الهدار (C2 : Z10 : ه ، ن ، س) ، هايدلبرغ (B : ص : 1،2) ، والتيفية الفأرية (B : الأول : 1،2). أليل دون معرفة أو المستضد O ، عن العثور على ز H1 ، م أليل وحدها لا تحدد بالضرورة عزل السالمونيلا الملهبة والسالمونيلا وغيرها serovars : أغونا ، كاليفورنيا ، ومونتيفيديو ، كما تملك هذه الأليل نفسه. بينما كان مصمما أصلا للallelotyping PCR للكشف عن الصدارة المذكورة serovars السالمونيلا ، وهذا يمكن اختبار تحديد مبلغ إضافي 19 serovars (الجدول 3). كان مصمما أصلا لدينا allelotyping PCR للكشف عن O و H الأليلات. في الممارسة العملية ، فقد أصبح أكثر عملية وفعالة من حيث التكلفة بالنسبة لنا للتعرف على O – المستضد من خلال اختبار تراص الشريحة ، وذلك باستخدام O – أمصال مضادة محددة ، بدلا من أداء allelotyping O PCR عند العمل مع الثقافات السالمونيلا المعزولة. ومع ذلك ، فإننا نوصي باستخدام allelotyping O PCR إذا المختبر الخاص يستخدم هذا PCR كشاشة (2) أو لكتابة المقدمة السالمونيلا المعزولة على بطاقات اتفاقية التجارة الحرة (6) ، وتشتمل على السالمونيلا PCR محددة مع الشاشة الأولى من عينات (4 ). الحد من تقارير إتمام المشروعات allelotyping لعينات فقط تلك التي يتم تحديدها من قبل والسالمونيلا PCR أو الاختبارات البيوكيميائية / مستضدي.
وقد تم تحسين البروتوكول الموصوفة في هذه المقالة للاستخدام مع Rapidcycler التكنولوجيا ايداهو ، وهو thermocycler الهواء الساخن الذي يسمح احد لتقليص حجم التفاعل وظروف التفاعل يعمل في وقت أقل من كثير thermocyclers كتلة التدفئة. ربما على التكيف مع هذا البروتوكول للاستخدام مع التدفئة thermocycler كتلة يتطلب تحسين ظروف التفاعل تجريبيا عن طريق خفض / رفع درجات الحرارة الصلب ، وتعديل تركيزات التمهيدي ، أو تعديل MgCl 2 التركيزات. على سبيل المثال ، كان علينا أن نكيف بروتوكول للبحوث PTC MJ – 200 thermocycler على النحو التالي. العمل مع وحدات التخزين نفس رد الفعل المذكورة في الجدول رقم 1 ، والأوراق المالية العاملة concentrationof كان المخفف مجموعة التمهيدي الأول إلى 2.5 ميكرومتر ، وخفض درجة الحرارة الصلب من 55 درجة مئوية إلى 45 درجة مئوية ، وحضانة مرات في تمسخ ، الصلب والإرشاد الخطوات وقد تطول الى 20 ق لPCR ط / ز ، allelotyping م. وجود الضوابط المناسبة الإيجابية والسلبية لا بد في البدء الأولية والأمثل لأي PCR ، بما في ذلك البروتوكولات التي تم نشرها. نوصي الحصول على serovars السالمونيلا المعروفة ، وتحديدا الشرجية (E1 : ه ، ح : 1،6) ، الملهبة (D1 : ز ، م : –) ، الهدار (C2 : Z10 : ه ، ن ، س) ، هايدلبرغ (B : ص : 1،2) ، مونتفيديو (C1 : ز ، م ، ق : 1،2،7) والتيفية الفأرية (B : الأول : 1،2) ؛ والقولونية مختبر K12 سلالة (DH5α ، LE393 ، JM109 ، الخ. ) ، والضوابط الإيجابية والسلبية على التوالي للاختبارات PCR allelotyping الموضحة في هذه المقالة. والعديد من هذه serovars السالمونيلا بمثابة الضوابط إما إيجابية أو سلبية ، اعتمادا على أليل يتم اختباره.
احتياطات معينة ومبادئ توجيهية ينبغي اتباعها أثناء أداء هذه وغيرها من أي PCR التشخيص. الأول ، الفصل الماديإعداد القالب ، PCR مجموعة المتابعة ، وهلام إستشراد أمر حاسم في منع PCR ممكن المرحل التلوث والتقارير الكاذبة الخاطئة من ايجابيات. بالإضافة إلى ذلك ، إدراج الضوابط المناسبة أمر ضروري في أي PCR الروتينية وهذه الضوابط تحديد المشاكل التي تنشأ والمساعدة في تفسير النتائج (5). الأهم من ذلك ، والاتساق أمر ضروري ، خاصة فيما يتعلق بالشروط الكهربي لandestimation amplicon الكشف (PCR المنتج) من حجم amplicon. لتوضيح هذه النقطة ، علقنا الكهربائي عمدا في وقت سابق من المقصود في الشكل 1A. ليست معايير الوزن الجزيئي (حارات 1 و 13) والسيطرة الايجابية (حارة 2) فصل كاف لتقدير الأحجام بدقة أو مراعاة الفصل بين شظايا الحمض النووي ، حيث أن هناك اختلافات صغيرة (~ 50 BP) في الأحجام. فصل كاف من شظايا من الحمض النووي ، ولا سيما معايير الوزن الجزيئي ، كما من الضروري إبلاغ ايجابيات يعتمد على تقدير دقيق لحجم amplicon والتمييز "الإيجابي الحقيقي" من المنظمات غير محددة amplicons التي لوحظ في بعض الأحيان في إدارة اليومية في أي PCR (5 ). على سبيل المثال ، هناك amplicon غير محددة في الشكل 1B ، لين 7 (~ 700 شركة بريتيش بتروليوم في الحجم). وكان الكهربائي قد توقفت في وقت مبكر جدا ، عندما كانت الجبهة صبغ فقط عند نقطة منتصف الطريق في agarose هلام ، لن يكون هناك فرق بسيط ما بين 500 سنة مضت ، والحمض النووي شظايا BP 700. لذا ، كان من عينة في حارة 7 ، عن طريق الخطأ إيجابية لكلا الأول وغرام ، الأليلات م.
أخيرا ، يحتاج المرء إلى التعرف على القيود المرتبطة بأي اختبار. العديد من PCR allelotyping H1/H2 لم يكن لديك القدرة على التمييز لتمييز الفروق الدقيقة في الأليلات الوراثية تنتمي إلى 1،2 H2 ، 1،5 ، 1،6 ، 1،7 معقد مستضد ؛ ه ، ن ، س / ه ، ن ، z15 معقدة مستضد والمستضد G H1 معقدة ، والذي يتضمن أليل ز م. واحد أو اثنين من التغييرات من الأحماض الأمينية حساب الحواتم مختلفة موجودة في هذه المستضدات سوطي. لذا كان من الصعب بالنسبة لنا لتصميم الاشعال التي يمكن أن تستغل هذه الزوج قاعدة واحدة أحيانا اختلافات في التسلسل الجيني فلاجيلين (3). على سبيل المثال ، السالمونيلا serovars دبلن (D1 : ز ، ع : –) وبيرتا (D1 : و ، ز ، ر : –) هي أيضا PCR إيجابية مع ز لدينا ، mallelotyping الاشعال. يمكن للallelotyping الاشعال H2 لا يميز التيفية الفأرية (B : الأول : 1،2) من لاغوس (B : الأول : 1،5) ، هايدلبرغ (B : ص : 1،2) من برادفورد (B : ص : 1،5) ، Winneba (B : ص : 1،6) ، أو ريمو (B : ص : 1،7) ، أو هدار (C2 : Z10 : ه ، ن ، س) من جلوستروب (C2 : Z10 : ه ، ن ، z15). في حين أن احتمال مواجهة بعض هذه serovars : لاغوس ، برادفورد ، Winneba ، ريمو Glustrup أو بعيد ، بل هو احتمال ويتطلب توفير إما إخلاء بشأن الحد من الاختبارات "أو اختبار آخر مؤكد.
في الختام ، وهذا المصلي PCR المستندة يحدد بسرعة س. enterica serovars الملهبة ، الهدار ، هايدلبرغ والتيفية الفأرية ، والإخراج ، H1 ، H2 والأليلات المرتبطة 19 serovars إضافية. هذا الاختبار هو سريع وفعال من حيث التكلفة البديلة لنهج الميكروبيولوجية التقليدية إلى السالمونيلا المصلي.
The authors have nothing to disclose.
وقد تم دعم هذا العمل عن طريق منح وزارة الزراعة الأميركية 1999-35212-8680 ، 2005-01378 ، و2010-04288-01 وصناديق وزارة الزراعة الأميركية الفورمولا ودولة المنحة جورجيا الطب البيطري للبحوث الزراعية. تم تطوير بروتوكول وصفها في هذا المنشور لاستخدامها من قبل الطلاب الجامعيين كجزء من الدورات البحوث الموجهة : MIBO 4900L ، 4960H الجينات ، BCMB 4960L ، و4960H بيول في جامعة جورجيا واستخدامها من قبل الطلاب في العديد من مشاريع البحوث الوبائية الجزيئية في مورير المختبر. نود أن نشكر العديد من الطلاب الذين أدوا الجامعية البحوث والمختبرات في مورير لي ، ورئيس قسم لدينا ، وجون Glisson لدعم جهودنا الرامية إلى دمج التعليم الجامعية في مجال البحث.
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
---|---|---|---|---|
Luria Bertani | Fisher | (or any comparable source) | ||
Microfuge tubes | 1.5 ml capacity | Fisher | (or any comparable source) | |
Ethanol | 200 proof | Fisher | (or any comparable source) | |
dH2O | Molecular Biology Grade | Sigma | (or any comparable source; PCR only) | |
10 x PCR Buffer: | 20 mM MgCl2 | Idaho Technology | (buffer comes with BSA, Ficoll and Tartrazine) | |
30 mM MgCl2 | ||||
40 mM MgCl2 | ||||
PCR primers | ||||
DMSO | ||||
dNTP | Roche | (or any comparable source) | ||
Taq DNA Polymerase | Denville | (or any comparable source) | ||
Capillary pipettes | 10 μl volume | Idaho Technology | ||
Rapid Cycler | Idaho Technology | |||
Agarose | Low EEO; Molecular Biology Grade | BioRad | (or any comparable source) | |
50 X TAE Buffer or 5X TBE Buffer | Fisher | (or any comparable source) | ||
Ethidium bromide | BioRad | (or any comparable source) | ||
Horizontal, submersible gel electrophoresis chamber with gel mold | BioRad | (or any comparable source) | ||
Power supply | BioRad | (or any comparable source) | ||
Molecular Imager Gel Doc System | BioRad | (or any comparable source) |
Table 4. Materials