定量PCRアッセイは、 大腸菌 O157を検出するために開発されました:H7は、固有の遺伝子マーカー、Z3276をターゲットに。定量PCRは、生細胞を検出するためのプロピジウムモノアジド(PMA)処理と合わせた。このプロトコルは、多数のサンプルの容易かつ一貫性のある操作のための96ウェルプレートフォーマットに変更され、適応されてい
ユニークなオープンリーディングフレーム(ORF)を、E. Z3276に特異的な遺伝子マーカーとして同定された大腸菌 O157:H7。定量PCRアッセイは、E.の検出のために開発された大腸菌 O157:ORF Z3276をターゲットにH7。このアッセイでは、我々は、 大腸菌のDNAのゲノムのいくつかのコピーと低く、検出することができます大腸菌 O157:H7。アッセイの感度および特異性は、E.、多数の集中的な検証テストにより確認された大腸菌 O157:H7株た(n = 369)および非O157菌株た(n = 112)。さらに、我々は死細胞から生細胞を選択的に検出するため新たに開発された定量PCRプロトコルでプロピジウムモノアジド(PMA)の手順を組み合わせている。 PMA処理死細胞からのDNAの増幅がほぼ完全にPMA処理生細胞からのDNAのほとんど影響増幅とは対照的に阻害された。さらに、プロトコルは変更され、多数のサンプルの容易かつ一貫性のある操作のための96ウェルプレートフォーマットに適合されている。 T彼の方法は、正確な微生物学および食品安全性、環境光源の疫学的監視に影響を与えることが期待される。
PCRは、E.の検出のための一般的な技術である大腸菌 O157:食品や環境サンプルからH7。 E.のための具体的なバイオマーカーを同定大腸菌 O157:H7はPCRアッセイで成功を検出するための重要な要因の一つである。 E.共通の検出のためのPCRアッセイに用いられるバイオマーカー大腸菌 O157:H7は、志賀毒素(STX 1及びSTX 2)1,2、 のuidA 3,4、EAEA 5,6、rfbE 7、およびはfliC遺伝子8,9が含まれています。これらのバイオマーカーを同定するための変数効率を提供することができるが、バイオマーカーのほとんどは、 大腸菌の検出のためのユニークなバイオマーカーとして使用することができない大腸菌 O157:H7。標的遺伝子の分化能力のこの不備は、E.の同定のためのより特異的かつ強力なバイオマーカー(単数または複数)を要求する大腸菌 O157:H7の10。
Eの遺伝子または仮想的なオープンリーディングフレーム(ORF)のための多数のプローブ大腸菌のO157:H7 11は我々の研究室からのDNAジェノタイピングマイクロアレイから国立バイオテクノロジー情報センターのGenBankデータベース内で検索して手がかりをもとに定量PCRアッセイのために設計されていた。線毛遺伝子11であるZ3276 ORFの配列は、定量PCR分析のために選択した。続いて、定量PCRアッセイは、このようなプライマーおよびプローブの濃度、ならびにアニーリングおよび伸長温度(データは図示せず)のようなPCRパラメータに関する多数の試験により開発された。例えば大腸菌などの参照株に対するインセンティブ包括と排他性試験後大腸菌 O157:H7のqPCRにおいて、非O157や赤痢菌の菌株、ORF Z3276を大腸菌の同定に特異的かつ強力な遺伝子マーカーとして同定された大腸菌 O157:H7。その後、我々はE.を識別するためのユニークなバイオマーカーを使用して、新しい定量PCR法を開発大腸菌 O157:H7。
Eの検出に別の課題大腸菌 O157:H7にfoを汚染ODSと環境サンプルからの生きた細胞の正確な決定である。死細胞およびPCRアッセイで生存能力を差別化することができないことからのDNAの拡張プレゼンス検出の生細胞数の過大評価、その結果、偽陽性測定値を引き起こす可能性があります。その結果、これは食中毒病原体12の正確な検出にPCRの使用量を制限します。死細胞のDNAを区別するための新しいアプローチは、ここ数年13〜15にPCR法でプロピジウムモノアジド(PMA)処理を組み合わせることによって行われています。 PMAは、死細胞の内側に移動して、光にさらされると、DNAにインターカレートすることができますが、それは生きた細胞のDNAと反応させるために生きている細胞の中に入ることはできません。このようにして、生細胞と死細胞のPMA処理混合物中で、死んだ細胞のDNAをPCR 13で増幅することができません。我々は選択的にライブEを検出するために、新たに開発された定量PCRアッセイでPMA処理を組み合わせた大腸菌 O157:H7の細胞。さらに、当社は、PMA-QPCR Aを行ったハイスループット検出が可能ssay。
研究の主な目的は、EにORF Z3276、独特の使用を含む大腸菌 O157:H7、定量PCRアッセイのための唯一のバイオマーカーとして。現在では、ほとんどのqPCRアッセイはそのようなのStx1、STX2、及びEAEA 1,2,5,6またはそのようにuidA 3,4、rfbEとはfliC遺伝子 の8,9などの共有表現型の遺伝子、病原性遺伝子をターゲットとしている。これらの遺伝子は、異なる種に存在しているかだけでなく、16の株として時折、種または株は間違いなく、このようなSTX 1およびSTX 2遺伝子として、病原性遺伝子(S)によって識別することができません。標的遺伝子についてrfbEとはfliCを使用して、両方の遺伝子は、完全な17の識別のために使用することが必要である。バイオマーカーとしてのORF Z3276を用いて、この定量PCRアッセイは高感度かつ特異的なアッセイ( 表1)であることが実証されている。このアッセイは、O157を含む、ストリンジェントな包括性および排他性試験に供された:H7株(n = 3のサルモネラや赤痢菌など67)、100以上の非O157の菌株、および他の病原性種、。すべてO157:H7株を調べ正に検出され、交差反応性は、ORF Z3276は、E.を検出するための固有かつ強力なバイオマーカーであることを示す、非O157株( 表1)から見られなかった大腸菌 O157:H7。
試験の他の目的は、選択的にDNA抽出の前にPMA処理により死細胞から生細胞を検出することである。 PMAは妥協膜と死細胞に浸透し、DNAに結合し、したがって、PCR 13における死細胞のDNA増幅を阻害することができます。我々は、PMA-処理手順を修飾し、手順96ウェルプレートフォーマットに適応している。露光の右強度は、最適な架橋効果を得ることが不可欠である。以前は、マイクロチューブは、このステップ13〜15で使用されている。しかし、別々のマイクロチューブライトEXで取り扱いが困難であるposure工程、これらのチューブは、最高のクロス好みを得ることは絶対に透過的ではありません。 96ウェルプレートを用いて、PMA-処理の効率を向上させる。これらの変化は、いくつかの方法でアッセイに影響を与える可能性がある:それらは、特に、多数のサンプルを用いて、より簡単に徹底的かつ均一な架橋効果を得ることが、処理された試料は、多数の検出のためのそれを可能にするために別のプレートから移動させることができるサンプルで、彼らは、全体のプロセスのための自動化の可能性と、このPMA-定量PCRアッセイを提供する。このPMA-定量PCRアッセイの制限は、PMA処理が幾分PCRアッセイのコストを増加させ、わずかにPCRアッセイの感度を減少させることである。
The authors have nothing to disclose.
当社は、資金調達の一部を提供するための米国国土安全保障省に感謝します。
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 |