Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2455364C2 - Method of identifying mycobacteria by polymerase chain reaction - Google Patents

Method of identifying mycobacteria by polymerase chain reaction Download PDF

Info

Publication number
RU2455364C2
RU2455364C2 RU2010127614/10A RU2010127614A RU2455364C2 RU 2455364 C2 RU2455364 C2 RU 2455364C2 RU 2010127614/10 A RU2010127614/10 A RU 2010127614/10A RU 2010127614 A RU2010127614 A RU 2010127614A RU 2455364 C2 RU2455364 C2 RU 2455364C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seq
sequencing
mycobacteria
pcr
sequences
Prior art date
Application number
RU2010127614/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010127614A (en
Inventor
Анатолий Михайлович Коваленко (RU)
Анатолий Михайлович Коваленко
Виктор Михайлович Сапегин (RU)
Виктор Михайлович Сапегин
Андрей Юрьевич Шеховцов (RU)
Андрей Юрьевич Шеховцов
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородская государственная сельскохозяйственная академия"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородская государственная сельскохозяйственная академия" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородская государственная сельскохозяйственная академия"
Priority to RU2010127614/10A priority Critical patent/RU2455364C2/en
Publication of RU2010127614A publication Critical patent/RU2010127614A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2455364C2 publication Critical patent/RU2455364C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: method involves the PCR-amplification of the 16S rRNA fragment with the use of specific original oligonucleotide primers SEQ ID No: 1 and SEQ ID NO: 2. It is followed by the PCR biotinylation of the primer SEQ ID No: 1 which enables detecting the nucleotide sequences of the 16S rRNA by simple one-chain solid-phase sequencing with the use of specific original sequencing primers SEQ ID No: 3, SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 5. The mycobacteria are precisely identified by comparing certain sequences with common sequences of various types of mycobacteria in the database.
EFFECT: invention enables identifying mycobacterioses in the samples of pathological material.
4 dwg, 1 tbl, 2 ex

Description

Способ идентификации микобактерий с помощью полимеразной цепной реакции относится к эпизоотологии, микробиологии, биотехнологии и медицине. Предлагаемый способ идентификации предназначен для идентификации микобактерий в клиническом и патологическом материале полимеразной цепной реакцией с использованием специфических олигонуклеотидов, соответствующих участкам генов pРНК. Предлагаются способы автоматизированного и простого ДНК секвенирования.A method for identifying mycobacteria using a polymerase chain reaction relates to epizootology, microbiology, biotechnology and medicine. The proposed identification method is intended for the identification of mycobacteria in clinical and pathological material by polymerase chain reaction using specific oligonucleotides corresponding to regions of pRNA genes. Automated and simple DNA sequencing methods are provided.

Стандартные способы точной идентификации видов микобактерий, в соответствии с фенотипическими характеристиками включают сложные и длительные процедуры. Способы, основанные на анализе липидов, такие как жидкостная, тонкослойная, газово-жидкостная хроматография, являются громоздкими, дорогими и используются только в нескольких клинических лабораториях Европы. Не только Mycobacterium tuberculosis и Mycobacterium bovis, но и другие микобактерии становятся все более важными как оппортунистические патогены, которые могут вызывать ряд серьезных заболеваний. Наиболее яркий пример - распространение Mycobacterium avium и недавно описанной Mycobacterium genavense у пациентов, больных СПИДом.Standard methods for accurately identifying mycobacterial species in accordance with phenotypic characteristics include complex and lengthy procedures. Methods based on lipid analysis, such as liquid, thin-layer, gas-liquid chromatography, are cumbersome, expensive and are used only in several clinical laboratories in Europe. Not only Mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium bovis, but also other mycobacteria are becoming increasingly important as opportunistic pathogens that can cause a number of serious diseases. The most striking example is the spread of Mycobacterium avium and the recently described Mycobacterium genavense in patients with AIDS.

Существует большая необходимость быстрой идентификации всех видов микобактерий.There is a great need for quick identification of all types of mycobacteria.

Известен способ обнаружения ДНК микобактерий туберкулезного комплекса [RU 2163638 С1, 7 C12Q 1/68, 06.12.1999] и аналогичные способы [RU 94017389 А1, 6 C12Q 1/68, 10.05.1994], [RU 97100857 A1, 6 C12Q 1/68, 24.01.1997], которые не позволяют провести видовую идентификацию всех видов микобактерий.A known method for detecting the DNA of mycobacterium tuberculosis complex [RU 2163638 C1, 7 C12Q 1/68, 12/06/1999] and similar methods [RU 94017389 A1, 6 C12Q 1/68, 05/10/1994], [RU 97100857 A1, 6 C12Q 1 / 68, 01/24/1997], which do not allow for the species identification of all types of mycobacteria.

Идентификации последовательностей нуклеотидов - быстрый и широко используемый способ, но он охватывает только узкий диапазон видов микобактерий; кроме того, существуют проблемы, связанные со специфичностью и чувствительностью. Известны молекулярно-генетические способы типирования микроорганизмов, такие как анализ полиморфизма длины фрагментов рестрикции и дот-блот-гибридизация, однако универсальным является способ определения последовательности 16S pРНК [Rogall, Т., Flohr, Т., and Böttger, Е.С. (1990) Differentiation of mycobacterium species by direct sequensing of amplified DNA. J. Gen. Microbiol. 136, 1915-1920].Identification of nucleotide sequences is a quick and widely used method, but it covers only a narrow range of mycobacterial species; in addition, there are problems associated with specificity and sensitivity. Molecular genetic methods for typing microorganisms are known, such as restriction fragment length polymorphism analysis and dot blot hybridization, however, the method for determining the 16S pRNA sequence is universal [Rogall, T., Flohr, T., and Böttger, E.S. (1990) Differentiation of mycobacterium species by direct sequensing of amplified DNA. J. Gen. Microbiol. 136, 1915-1920].

Гены для 16S и 23S pРНК особенно подходят для идентификации микроорганизмов, потому что (за исключением вирусов) pРНК гены найдены у всех организмов. Рибосомальные нуклеиновые кислоты рассматриваются как филогенетически значимые молекулы.Genes for 16S and 23S rRNAs are particularly suitable for identifying microorganisms because (except for viruses) rRNA genes are found in all organisms. Ribosomal nucleic acids are regarded as phylogenetically significant molecules.

Разделение бактерий на секции, классы, семейства, роды и виды отражено в последовательности pРНК. Последовательности pРНК или «молекулярные отпечатки» являются основой идентификации микроорганизмов. «Молекулярные отпечатки» учитывают не только первичную, но и вторичную структуру рибосомальных генов.The separation of bacteria into sections, classes, families, genera, and species is reflected in the pRNA sequence. RRNA sequences or “molecular imprints” are the basis for the identification of microorganisms. “Molecular imprints” take into account not only the primary, but also the secondary structure of ribosomal genes.

В отличие от фенотипических и биохимических особенностей последовательность 16S pРНК особи - устойчивая характеристика, которая является специфической для микроорганизмов на уровне вида. При этом для идентификации вида особенно важны гипервариабельные участки, так как только низкая изменчивость по ним наблюдается в пределах вида. Аналитическое секвенирование нуклеиновых кислот включает выделение нуклеиновых кислот, полимеразную цепную реакцию (ПЦР) - установленное умножение фрагмента гена 16S pРНК, определение последовательности и анализ данных. Определение последовательности 16S pРНК позволяет правильно идентифицировать изоляты, то есть определять микобактерии в уже установленный таксон, а так же быстро определять до сих пор непризнанные виды [Seung-Jung Kee, Shin-Mook Kim, Soo-Hyun Kim, Myung-Geun Shin, Jong-Hee Shin, Soon-Pal Suh and Dong-Wook Ryang. (2009) Multiplex PCR Assay for Identification of MycobacterialSpecies Isolated from Liquid Cultures. Chonnam Medical Journal. Vol.45, No.1, p.19-26].In contrast to phenotypic and biochemical characteristics, the 16S pRNA sequence of an individual is a stable characteristic that is specific for microorganisms at the species level. Moreover, for the identification of the species, hypervariable regions are especially important, since only low variability in them is observed within the species. Analytical nucleic acid sequencing involves nucleic acid isolation, polymerase chain reaction (PCR) - established multiplication of a 16S pRNA gene fragment, sequence determination and data analysis. Sequencing of 16S pRNA allows one to correctly identify isolates, that is, to identify mycobacteria in an already established taxon, as well as quickly identify still unrecognized species [Seung-Jung Kee, Shin-Mook Kim, Soo-Hyun Kim, Myung-Geun Shin, Jong -Hee Shin, Soon-Pal Suh and Dong-Wook Ryang. (2009) Multiplex PCR Assay for Identification of Mycobacterial Species Isolated from Liquid Cultures. Chonnam Medical Journal. Vol.45, No.1, p.19-26].

После выделения нуклеиновой кислоты путем простого механического разрушения бактерий проводят амплификацию фрагмента 16S pРНК длиной 1 кД с использованием праймеров SEQ ID No:2 и SEQ ID No:1 (таблица 1 и фиг.1). Высокий уровень специфичности праймера SEQ ID No:2 позволяет осуществлять точную идентификацию микобактерий в загрязненных культурах. Биотинилирование ПЦР праймера SEQ ID No:1 позволяет использовать технику простого одноцепочечного твердофазного секвенирования. Для лаборатории, имеющей автоматизированный ДНК-секвенатор, прилагается протокол для Applied Biosystems 373A секвенатора (см. подзаголовок 3.3). Точная идентификация возможна путем сравнивания либо определенных последовательностей с известными последовательностями, либо определенных последовательностей с базовыми данными. Способы секвенирования являются высоко надежными методами, которые можно легко внедрить в любой крупной клинической лаборатории.After isolation of the nucleic acid by simple mechanical destruction of the bacteria, an amplification of a 16 kD fragment of 1 KD is performed using primers SEQ ID No: 2 and SEQ ID No: 1 (table 1 and figure 1). The high specificity of the primer SEQ ID No: 2 allows accurate identification of mycobacteria in contaminated cultures. Biotinylation of PCR primer SEQ ID No: 1 allows the use of simple single-stranded solid phase sequencing. For a laboratory that has an automated DNA sequencer, the protocol for the Applied Biosystems 373A sequencer is attached (see subheading 3.3). Accurate identification is possible by comparing either specific sequences with known sequences or specific sequences with baseline data. Sequencing methods are highly reliable methods that can be easily implemented in any large clinical laboratory.

Полное секвенирование не требует больших временных затрат (не более чем 36 часов, начиная с момента получения микобактериальной культуры до заключительной идентификации). При наличии современной аппаратуры амплификацию и секвенирование можно провести в течение одного дня.Full sequencing does not require large time expenditures (no more than 36 hours, from the moment of receiving mycobacterial culture to the final identification). With modern equipment, amplification and sequencing can be carried out in one day.

Приложение 1Annex 1

1. Материалы для проведения подготовки образцов, ПЦР амплификации и секвенирования1. Materials for sample preparation, PCR amplification and sequencing

1.1. Подготовка образцов и ПЦР амплификация:1.1. Sample preparation and PCR amplification:

1.1.1. Большой тканевой дезинтегратор;1.1.1. Large tissue disintegrator;

1.1.2. Амплификатор;1.1.2. Amplifier;

1.1.3. Оборудование для электрофореза в агарозном геле:1.1.3. Agarose gel electrophoresis equipment:

- Обработанные кислотой стеклянные бусинки диаметром 100 мм;- Acid-treated glass beads with a diameter of 100 mm;

- ТЕ-буфер: 10 мМ TriS-HCl, pH 8,3 1 мМ EDTA;- TE buffer: 10 mM TriS-HCl, pH 8.3 1 mM EDTA;

10Х ПЦР буфер (GeneAmp): 100 мМ Трис-HCl, pH 8,3; 500 мM KCl, 15 мM MgCl2, 0,01% желатин;10X PCR buffer (GeneAmp): 100 mM Tris-HCl, pH 8.3; 500 mM KCl, 15 mM MgCl 2 , 0.01% gelatin;

- АмплиTaq ДНК-полимераза;- Ampli Taq DNA polymerase;

- смесь dNTP: 1,25 мМ каждого дезоксинуклеозидтрифосфата;- dNTP mixture: 1.25 mM of each deoxynucleoside triphosphate;

- Олигонуклеотиды (см. табл. 1);- Oligonucleotides (see table. 1);

- Дважды автоклавированная вода;- Double autoclaved water;

- Минеральное масло;- Mineral oil;

- Оранжевый G буфер: 0,25% оранжевый G, 30% глицерол в ТЕ;- Orange G buffer: 0.25% orange G, 30% glycerol in TE;

- Маркер молекулярного веса;- molecular weight marker;

- ТВЕ буфер: 89 мМ Трисборат, 89 мМ борная кислота, 8 мМ EDTA (этилендиаминтетрауксусная кислота).- TBE buffer: 89 mM Trisborate, 89 mM boric acid, 8 mM EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid).

1.2. Автоматизированное ДНК секвенирование:1.2. Automated DNA sequencing:

1.2.1. Applied Biosystems 373A ДНК секвенатор;1.2.1. Applied Biosystems 373A DNA sequencer;

1.2.2. Амплификатор Perkin Elmer GeneAmp 9600 или другой амплификатор;1.2.2. Amplifier Perkin Elmer GeneAmp 9600 or other amplifier;

1.2.3. Вакуумная центрифуга;1.2.3. Vacuum centrifuge;

1.2.4. Призма окрашивания терминального цикла секвенирования готовым комплексом реакции (Applied Biosystems);1.2.4. Prism staining of the terminal sequencing cycle with a ready-made reaction complex (Applied Biosystems);

1.2.5. 0,2 мл GeneAmp ПЦР пробирки;1.2.5. 0.2 ml GeneAmp PCR tubes;

1.2.6. QIA quick ПЦР комплект очистки;1.2.6. QIA quick PCR purification kit;

1.2.7. 3А ацетат натрия, pH 5,2;1.2.7. 3A sodium acetate, pH 5.2;

1.2.8. Этанол;1.2.8. Ethanol;

1.2.9. Формамид, 50 мМ EDTA, pH 8,0 (5:1).1.2.9. Formamide, 50 mM EDTA, pH 8.0 (5: 1).

1.3. Простое ДНК секвенирование:1.3. Simple DNA sequencing:

1.3.1. Аппаратура для секвенирования;1.3.1. Sequencing equipment;

1.3.2. Dynal MPC-E магнитный сепаратор;1.3.2. Dynal MPC-E magnetic separator;

1.3.3. Dynabeads M-280 Steptovidin;1.3.3. Dynabeads M-280 Steptovidin;

1.3.4. Комплект секвенирования, например, Seguenase версия 2,0 ДНК комплект секвенирования;1.3.4. Sequencing kit, for example, Seguenase version 2.0 DNA sequencing kit;

1.3.5. Буфер для секвенирования: 200 мМ Трис, рН 7,5; 100 мМ MgCl2;1.3.5. Sequencing Buffer: 200 mM Tris, pH 7.5; 100 mM MgCl 2 ;

1.3.6. Меченая смесь: 0,2 мМ dATФ; 0,2 мМ dTTФ; 0,2 мМ dГTФ;1.3.6. Labeled mixture: 0.2 mM dATF; 0.2 mM dTTF; 0.2 mM dHTF;

1.3.7. dЦTФ, 3000 Ci/ммоль, 10 mCi/мл;1.3.7. dTCF, 3000 Ci / mmol, 10 mCi / ml;

1.3.8. Буфер остановки: 95% формамид (деионизированный), 20 мM EDTA, бромфенол синий до формирования насыщенного цвета;1.3.8. Stop buffer: 95% formamide (deionized), 20 mM EDTA, bromphenol blue until saturated color forms;

1.3.9. Акриламид;1.3.9. Acrylamide;

1.3.10. Мочевина;1.3.10. Urea;

1.3.11. Фотолаборатория;1.3.11. Darkroom;

1.3.12. Рентген-установка.1.3.12. X-ray installation.

2. Способы подготовки образцов, ПЦР амплификации и секвенирования2. Methods for sample preparation, PCR amplification and sequencing

2.1. Подготовка образцов:2.1. Sample preparation:

2.1.1. Для амплификации с помощью ПЦР для образца берут 0,5 мл жидкой культуры (12В ВАСТЕС, Becton-Dickinson) из 10 разных культур микобактерий с индексом роста 50.0, или колонию со среды (например, Löwenstein-Jensen), растворенную в 0,5 мл ТЕ, или микроскопически положительную конденсированную жидкость с твердой яичной средой Löwenstein-Jensen;2.1.1. For amplification by PCR, 0.5 ml of a liquid culture (12B WASTES, Becton-Dickinson) is taken from 10 different cultures of mycobacteria with a growth index of 50.0, or a colony from a medium (e.g. Löwenstein-Jensen) dissolved in 0.5 ml TE, or microscopically positive condensed liquid with solid egg medium Löwenstein-Jensen;

2.1.2. Помещают образец в 1,5 мл микроцентрифужные пробирки с завинчивающейся крышкой. Инкубируют в течение 10 мин при 80°C с целью инактивации микобактерий;2.1.2. Place the sample in 1.5 ml microcentrifuge tubes with a screw cap. Incubated for 10 min at 80 ° C in order to inactivate mycobacteria;

2.1.3. Центрифугируют пробирки на максимальной скорости (приблизительно 17000 g) в микроцентрифуге 10 мин. Удаляют надосадочную жидкость;2.1.3. Centrifuge the tubes at maximum speed (approximately 17,000 g) in a microcentrifuge for 10 minutes. Remove the supernatant;

2.1.4. Добавляют 100 мкл ТЕ и петлевые стеклянные бусинки. Размещают пробирки в большом тканевом дезинтеграторе и подвергают обработке на максимальной скорости в течение 2 мин;2.1.4. Add 100 μl TE and loop glass beads. Tubes are placed in a large tissue disintegrator and subjected to processing at maximum speed for 2 minutes;

2.1.5. Центрифугируют образец на максимальной скорости в микроцентрифуге 5 мин;2.1.5. Centrifuge the sample at maximum speed in a microcentrifuge for 5 minutes;

2.1.6. Переливают верхний слой в новую микроцентрифужную пробирку и используют 5 мкл для постановки ПЦР.2.1.6. Pour the top layer into a new microcentrifuge tube and use 5 μl for PCR.

2.2. ПЦР-амплификация:2.2. PCR amplification:

2.2.1. Готовят реакционную смесь для проведения ПЦР. Проводят 10 реакций и используют при этом:2.2.1. Prepare the reaction mixture for PCR. 10 reactions are carried out and used in this case:

- 50,0 мкл 10Х GeneAmp. ПЦР буфер;- 50.0 μl 10X GeneAmp. PCR buffer;

- 80,0 мкл смеси dNTP;- 80.0 μl of a mixture of dNTP;

- 10,0 мкл биотинилированного праймера SEQ ID No: 1 (8 пмоль/мл);- 10.0 μl of biotinylated primer SEQ ID No: 1 (8 pmol / ml);

- 10 мкл праймера SEQ ID No: 2 (20 пмоль/мл);- 10 μl of primer SEQ ID No: 2 (20 pmol / ml);

- 297,5 мкл стерильной воды;- 297.5 μl of sterile water;

- 2,5 мкл Taq-полимеразы;- 2.5 μl of Taq polymerase;

2.2.2. По 45,0 мкл реакционной смеси помещают в микроцентрифужные пробирки объемом 0,5 мл и в каждую добавляют каплю минерального масла;2.2.2. 45.0 μl of the reaction mixture are placed in 0.5 ml microcentrifuge tubes and a drop of mineral oil is added to each;

2.2.3. Пробирки помещают в амплификатор при температуре 72°С;2.2.3. The tubes are placed in an amplifier at a temperature of 72 ° C;

2.2.4. Добавляют 5,0 мкл образца к приготовленной смеси;2.2.4. Add 5.0 μl of sample to the prepared mixture;

2.2.5. Амплификацию проводят согласно следующему протоколу:2.2.5. Amplification is carried out according to the following protocol:

- 94°С, 1 мин (денатурация);- 94 ° C, 1 min (denaturation);

- 64°С, 2 мин (отжиг) 40 циклов;- 64 ° C, 2 min (annealing) 40 cycles;

- 72°С, 2 мин (синтез);- 72 ° C, 2 min (synthesis);

- 72°С, 5 мин (заключительный этап);- 72 ° C, 5 min (final stage);

2.2.6. Берут 5,0 мкл (аликвота) смеси и добавляют 5,0 мкл оранжевого G буфера;2.2.6. Take 5.0 μl (aliquot) of the mixture and add 5.0 μl of orange G buffer;

2.2.7. Подготовленные образцы наносят на 0,8% агарозный гель в ТВЕ буфере и проводят электрофорез. Оранжевый маркер перемещался приблизительно на 6-10 см. Визуализацию продукта амплификации проводят в УФ-свете. Полученные ПЦР продукты были проанализированы автоматизированным прямым или простым ДНК секвенированием.2.2.7. Prepared samples are applied to 0.8% agarose gel in TBE buffer and electrophoresis is performed. The orange marker moved about 6-10 cm. The amplification product was visualized in UV light. The resulting PCR products were analyzed by automated direct or simple DNA sequencing.

2.3. Автоматизированное ДНК секвенирование.2.3. Automated DNA sequencing.

Для Taq циклического секвенирования на Applied Biosystems 373А ДНК секвенаторе используют следующую методику:The following procedure is used for Taq cyclic sequencing on Applied Biosystems 373A DNA sequencer:

2.3.1. Очищают двухцепочечный продукт ПЦР от праймеров и нуклеотидов, используя QIAquick ПЦР комплект очистки, как указано изготовителем. Затем промывают от QIAquick столбик очищенного продукта ПЦР в 50,0 мкл стерильной воды;2.3.1. Purify the double-stranded PCR product from primers and nucleotides using the QIAquick PCR purification kit as indicated by the manufacturer. Then, a column of purified PCR product is washed from QIAquick in 50.0 μl of sterile water;

2.3.2. Смешивают компоненты для Taq циклической секвенирующей реакции в 0,2 мл пробирке GeneAmp:2.3.2. The components for Taq cyclic sequencing reaction are mixed in a 0.2 ml GeneAmp tube:

- 5,0 мкл очищенного ПЦР продукта (соответствующего 100-150 нг ДНК);- 5.0 μl of purified PCR product (corresponding to 100-150 ng of DNA);

- 8,0 мкл конечного готового соединения реакции (ABI PRISM краситель конечного цикла секвенирования);- 8.0 μl of the final finished reaction compound (ABI PRISM dye of the final sequencing cycle);

- 2,0 мкл секвенирующих олигонуклеотидных праймеров SEQ ID No: 3 (5 пмоль/мкл);- 2.0 μl of sequencing oligonucleotide primers SEQ ID No: 3 (5 pmol / μl);

- 5,0 мкл воды (деминерализованной);- 5.0 μl of water (demineralized);

2.3.3. Помещают пробирку в Perkin Elmer GeneAmp 9600 амплификатор и проводят амплификацию по схеме:2.3.3. Place the tube in a Perkin Elmer GeneAmp 9600 amplifier and amplify according to the scheme:

- 25 циклов: 96°С, 10 мин;- 25 cycles: 96 ° C, 10 min;

- 60°С, 4 мин;- 60 ° C, 4 min;

- после последнего цикла выдерживают образец при 4°С;- after the last cycle, the sample is kept at 4 ° C;

2.3.4. В подготовленную микроцентрифужную пробирку на 0,5 мл для каждой реакции добавляют следующие компоненты:2.3.4. The following components are added to the prepared 0.5 ml microcentrifuge tube for each reaction:

- 2,0 мкл 3 М ацетата натрия, рН 5,2;- 2.0 μl of 3 M sodium acetate, pH 5.2;

- 50,0 мкл 95% этанола;- 50.0 μl of 95% ethanol;

2.3.5. Переносят все 20,0 мл содержимого пробирки реакции в пробирки, содержащие раствор этанола. Перемешивают и помещают на лед на 10 мин;2.3.5. Transfer all 20.0 ml of the contents of the reaction tube to tubes containing ethanol solution. Mix and place on ice for 10 min;

2.3.6. Центрифугируют пробирку при максимальной скорости в микроцентрифуге 15 мин;2.3.6. Centrifuge the tube at maximum speed in a microcentrifuge for 15 minutes;

2.3.7. Тщательно отбирают раствор этанола пипеткой;2.3.7. Carefully select the ethanol solution with a pipette;

2.3.8. Ополаскивают бусинку, добавляют 250,0 мкл 70% этанола. Центрифугируют пробирку в микроцентрифуге при максимальном ускорении 3 мин. Тщательно отбирают весь раствор спирта;2.3.8. Rinse the bead, add 250.0 μl of 70% ethanol. Centrifuge the tube in a microcentrifuge with a maximum acceleration of 3 minutes. Carefully select the entire alcohol solution;

2.3.9. В вакуумной центрифуге высушивают бусинку 3-5 мин;2.3.9. In a vacuum centrifuge, the bead is dried for 3-5 minutes;

2.3.10. Повторно помещают бусинку в 4,0 мкл формамида/50 мМ EDTA (5:1);2.3.10. Re-place the bead in 4.0 μl of formamide / 50 mM EDTA (5: 1);

2.3.11. Инкубируют в течение 2 мин при 90°С, с последующим помещением на магний и производят секвенирование;2.3.11. Incubated for 2 min at 90 ° C, followed by placement on magnesium and sequencing;

2.3.12. Гель-секвенирование проводят согласно инструкции с помощью Applied Biosystems;2.3.12. Gel sequencing is carried out according to the instructions using Applied Biosystems;

2.3.13. Выполняют исследование флуоресценции на основе программного обеспечения Applied Biosystems.2.3.13. Perform fluorescence studies based on Applied Biosystems software.

2.4. ДНК секвенирование:2.4. DNA sequencing:

2.4.1. Для приготовления одноцепочечной ДНК-пробы (используют биотинилированый праймер SEQ ID No: 1) смешивают 20,0 мкл продукта ПЦР реакции (см. Подзаголовок 3.2) и 10,0 мкл Dynabeads M280 streptavidin, используя Dynal MPC-E магнитный сепаратор (по инструкции производителя). Повторно помещают бусинки с одноцепочечной связанной ДНК в 10,0 мл воды;2.4.1. To prepare a single-stranded DNA sample (using biotinylated primer SEQ ID No: 1), 20.0 μl of the PCR reaction product (see Subheading 3.2) and 10.0 μl of Dynabeads M280 streptavidin are mixed using a Dynal MPC-E magnetic separator (according to the manufacturer's instructions) ) Re-place the beads with single-stranded linked DNA in 10.0 ml of water;

2.4.2. Смешивают компоненты секвенирования в 1,5 мл реакционной пробирке:2.4.2. Sequencing components are mixed in a 1.5 ml reaction tube:

- 2-5 мкл Dynabead-одноцепочечный раствор ДНК (суспензия бусин из шага 1);2-5 μl Dynabead single-stranded DNA solution (bead suspension from step 1);

- 1,0 мкл праймеров секвенирования SEQ ID No: 4 или SEQ ID No: 5 (3 пмоль/мл) 2,0 мкл буфера секвенирования;- 1.0 μl of sequencing primers SEQ ID No: 4 or SEQ ID No: 5 (3 pmol / ml) 2.0 μl of sequencing buffer;

- 1,0 мкл NP 40 (5%);- 1.0 μl NP 40 (5%);

- доводят водой до объема 10,0 мкл;- adjusted with water to a volume of 10.0 μl;

2.4.3. Отжиг в течение 20 мин при 37°С на водяной бане;2.4.3. Annealing for 20 min at 37 ° C in a water bath;

2.4.4. К отожженному соединению праймера-образца добавляют:2.4.4. The following is added to the annealed primer compound:

- 1,0 мл 0,1 M DTT;- 1.0 ml 0.1 M DTT;

- 2,0 мл маркерной смеси;- 2.0 ml marker mixture;

- 2,0 мл секвенсора (растворенного в ТЕ 1:8);- 2.0 ml sequencer (dissolved in TE 1: 8);

- 0,5 мл α-dCTP (3000 Ci/мМ), растворенной в ТЕ 1:6 (можно готовить смесь на несколько реакций и добавлять ее по 5,5 мл);- 0.5 ml of α-dCTP (3000 Ci / mmol) dissolved in TE 1: 6 (you can prepare the mixture for several reactions and add it to 5.5 ml);

2.4.5. Инкубируют 5 мин при комнатной температуре;2.4.5. Incubated for 5 min at room temperature;

2.4.6. 3,0 мкл (аликвота) реакции секвенирования переносят в четыре 1,5 мл пробирки, к которым добавляют 2,5 мл деокси/дидеокси конечного соединения. Каждое соединение содержит 80 мМ dATP, 80 мМ dCTP, 80 мМ dGTP, 80 мМ dTTP и 8 мМ соответствующего дидеоксинуклеотидтрифосфата;2.4.6. 3.0 μl (aliquot) of the sequencing reaction was transferred to four 1.5 ml tubes to which 2.5 ml of the deoxy / dideoxy final compound was added. Each compound contains 80 mM dATP, 80 mM dCTP, 80 mM dGTP, 80 mM dTTP and 8 mM corresponding dideoxynucleotide triphosphate;

2.4.7. Инкубируют пробирки с конечным соединением в течение 5 мин при 37°C, затем добавляют 4,0 мкл буфера. Необходимо убедиться, что буфер достигает дна пробирок с приостановкой магнитной бусины;2.4.7. The final compound tubes are incubated for 5 min at 37 ° C, then 4.0 μl of buffer is added. You must make sure that the buffer reaches the bottom of the tubes with the suspension of the magnetic bead;

2.4.8. Инкубируют пробирки в течение 5 мин при 75°C и отмывают свежесинтезированные волокна ДНК от бусин;2.4.8. Tubes are incubated for 5 min at 75 ° C and freshly synthesized DNA fibers are washed from beads;

2.4.9. Используют Dynal MPC-E магнитный сепаратор, чтобы связать бусинки, и загружают 3,0 мкл реакционной смеси (без бусинок) в 6%-ный полиакриламидный гель мочевины - секвенирование;2.4.9. Use a Dynal MPC-E magnetic separator to bind the beads, and load 3.0 μl of the reaction mixture (without beads) into a 6% urea polyacrylamide gel — sequencing;

2.4.10. Проводят секвенирование;2.4.10. Sequencing

2.4.11. Результаты анализа фиксируют с помощью рентгеновской пленки.2.4.11. The analysis results are recorded using x-ray film.

Анализируют данные проведенных исследований путем сравнения определенной последовательности с выравниванием микобактериальных последовательностей, включая гипервариабельный регион А (передающий Е. coli 16S pРНК положение от 129 до 266, см. Фиг.1 и 2) и гипервариабельный регион В (Е. coli 16S pРНК положение от 430 до 497, см. Фиг.3). При этом результаты исследований совпадают с данными таблицы. Из 10 культур патогенных и атипичных микобактерий все были классифицированы со 100% совпадаемостью.Analyze the data of the studies by comparing a certain sequence with the alignment of mycobacterial sequences, including the hypervariable region A (transmitting E. coli 16S pRNA position from 129 to 266, see Figs. 1 and 2) and the hypervariable region B (E. coli 16S pRNA position from 430 to 497, see FIG. 3). In this case, the research results coincide with the table. Of the 10 cultures of pathogenic and atypical mycobacteria, all were classified with 100% coincidence.

Приложение 2Appendix 2

Для положительной среды ВАСТЕС 13А культуру крови разливают в матрасы, готовят субкультуры, чтобы растворить кровь, или же используют гуанидин изотиоцианат/фенольный способ для подготовки образцов, т.к. оставшиеся компоненты крови затруднят ПЦР.For a positive WASTES 13A environment, the blood culture is poured into mattresses, subcultures are prepared to dissolve the blood, or the guanidine isothiocyanate / phenolic method is used to prepare samples, because the remaining blood components make PCR difficult.

Необходимо контролировать перекрестные загрязнения с помощью отрицательного контроля. Предотвратить загрязнение предварительно усиленными ПЦР продуктами, используя предосторожности типа физического разделения различных шагов, различные наборы пипеток, свободные от аэрозоля наконечники и ношение отдельных халатов и перчаток в каждой лаборатории.Cross-contamination must be controlled using negative control. Prevent contamination with pre-amplified PCR products using precautions such as physical separation of the various steps, various pipette sets, aerosol-free tips and wearing separate lab coats and gloves in each laboratory.

Биотинилирование праймера SEQ ID No:1 и его ограничение до размера 8 пмоль необходимо только при простом секвенировании.The biotinylation of primer SEQ ID No: 1 and its restriction to a size of 8 pmol is necessary only with simple sequencing.

Все амплификаторы по техническим данным различны и в зависимости от этого изменяются условия амплификации. Контроль правильного выполнения амплификации - последовательные разведения положительного контроля, например, водной микобактериальной суспензии (Mc.Farland, стандарт 0,5). Аликвоты разведений 1:100 могут храниться при -20°С. Каждый раз используется новый растворенный положительный контроль.All amplifiers according to technical data are different and the amplification conditions change depending on this. Monitoring the correct implementation of amplification is the serial dilution of a positive control, for example, aqueous mycobacterial suspension (Mc.Farland, standard 0.5). Aliquots of 1: 100 dilutions can be stored at -20 ° C. Each time a new dissolved positive control is used.

Для идентификации культуральных изолятов с использованием простого секвенирования достаточно применения праймера SEQ ID No: 4 для секвенирования региона А. Иногда дополнительно для региона В используют праймер SEQ ID No:5.To identify culture isolates using simple sequencing, the use of primer SEQ ID No: 4 is sufficient for sequencing region A. Sometimes, additional primer SEQ ID No: 5 is used for region B.

Если рибосомальная последовательность изолята не включена в выравнивание (Фиг.1-3), то ищут текущую базу данных последовательностей, например, GenBank. В базе данных GenBank поток 16S pРНК последовательности доступен через электронную почту. Всемирную сеть и на CD-ROM (PC/Gene, IntelliGenetics Inc., Mountain View, CA). "Рибосомальный проект базы данных" обеспечивает различное программное обеспечение и анализ представленных пользователем последовательностей через электронную почту, FTP и Всемирную сеть.If the ribosomal sequence of the isolate is not included in the alignment (Figure 1-3), then search for the current database of sequences, for example, GenBank. In the GenBank database, a stream of 16S pRNA sequences is available via email. World Wide Web and on CD-ROM (PC / Gene, IntelliGenetics Inc., Mountain View, CA). The "Ribosomal Database Design" provides a variety of software and analysis of user-submitted sequences via email, FTP, and the World Wide Web.

Смешанные микобактериальные инфекции могут определяться присутствием нескольких последовательностей, т.е. одновременным присутствием полос в различных линиях геля секвенирования в ходе простого секвенирования.Mixed mycobacterial infections can be determined by the presence of several sequences, i.e. the simultaneous presence of bands in different lines of the sequencing gel during simple sequencing.

Близкие виды М. kansasii и М. gastri показывают идентичную 16S pРНК последовательность; эти два таксона можно различить определением последовательности 16S-23S pРНК региона. М. ulcerans и М. marinum показывают почти идентичную 16S pРНК последовательность гена, но гипервариабельные регионы А и В позволяют дифференцировать эти таксоны между собой. Напротив, М. gordonae показывает видовую рибосомальную изменчивость последовательности внутри региона А. Это открытие геномных разновидностей внутри вида сопоставимо с результатом анализа фермента рестрикции, усиленного hsp-65 фрагментом гена. М. avium имеет одну нуклеотидную последовательность, вариабельную в пределах 16S pРНК гена в положении 135 (позиция, соответствующая Е. coli).Close species of M. kansasii and M. gastri show an identical 16S pRNA sequence; these two taxa can be distinguished by determining the sequence of 16S-23S pRNA region. M. ulcerans and M. marinum show an almost identical 16S pRNA gene sequence, but the hypervariable regions A and B allow these taxa to be differentiated. In contrast, M. gordonae shows species-specific ribosomal sequence variation within region A. This discovery of genomic species within a species is comparable to the analysis of a restriction enzyme enhanced by the hsp-65 gene fragment. M. avium has one nucleotide sequence variable within the 16S pRNA gene at position 135 (position corresponding to E. coli).

Claims (1)

Способ идентификации микобактерий с помощью полимеразной цепной реакции, отличающийся тем, что проводят ПЦР-амплификацию фрагмента 16S pРНК с использованием специфических оригинальных олигонуклеотидных праймеров SEQ ID No:1 и SEQ ID No:2 с последующим биотинилированием ПЦР праймера SEQ ID No:1, позволяющим определить нуклеотидные последовательности 16S pРНК путем простого одноцепочечного твердофазного секвенирования с использованием специфических оригинальных праймеров секвенирования SEQ ID No:3, SEQ ID No:4 и SEQ ID No:5 и провести точную идентификацию микобактерий сравнением определенных последовательностей с известными последовательностями разных видов микобактерий в базе данных. A method for identifying mycobacteria using a polymerase chain reaction, characterized in that PCR amplification of the 16S rRNA fragment is carried out using specific original oligonucleotide primers SEQ ID No: 1 and SEQ ID No: 2, followed by biotinylation of the PCR primer SEQ ID No: 1, which allows to determine 16S pRNA nucleotide sequences by simple single-stranded solid-phase sequencing using specific original sequencing primers SEQ ID No: 3, SEQ ID No: 4 and SEQ ID No: 5 and carry out accurate identification of mycobacteria ery comparing certain sequences with known sequences of different species of mycobacteria in the database.
RU2010127614/10A 2010-07-02 2010-07-02 Method of identifying mycobacteria by polymerase chain reaction RU2455364C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010127614/10A RU2455364C2 (en) 2010-07-02 2010-07-02 Method of identifying mycobacteria by polymerase chain reaction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010127614/10A RU2455364C2 (en) 2010-07-02 2010-07-02 Method of identifying mycobacteria by polymerase chain reaction

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010127614A RU2010127614A (en) 2012-04-20
RU2455364C2 true RU2455364C2 (en) 2012-07-10

Family

ID=46032093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010127614/10A RU2455364C2 (en) 2010-07-02 2010-07-02 Method of identifying mycobacteria by polymerase chain reaction

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2455364C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2525428C2 (en) * 2012-11-07 2014-08-10 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО СПбГПМУ Минздрава России) Diagnostic technique for tuberculosis
RU2554842C2 (en) * 2013-07-18 2015-06-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока" (ФГБНУ ИЭВСиДВ) OLIGONUCLEOTIDE PRIMERS AND METHOD OF IDENTIFICATION OF DNA OF Mycobacterium avium BY METHOD OF POLYMERASE CHAIN REACTION

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94017389A (en) * 1994-05-10 1996-06-10 Индивидуальное частное предприятие - Фирма "ВЭНС" Method of tuberculosis pathogen indication mycobacterium tuberculosis and mycobacterium bovis
RU97100857A (en) * 1994-06-24 1999-02-27 Иннодженетикс Н.В. SIMULTANEOUS DEFINITION, IDENTIFICATION AND DIFFERENTIATION OF EUBACTERIAL TAXONS WITH THE HELP OF HYBRID ANALYSIS
RU2163638C1 (en) * 1999-12-06 2001-02-27 Научно-исследовательский институт биохимии СО РАМН Method of detection of dna of tuberculosis mycobacterium complex with differential revealing mycobacterium tuberculosis dna and reagent set for its realization
RU2338789C2 (en) * 2003-12-09 2008-11-20 Каунсил Оф Сайентифик Энд Индастриал Рисерч Method of detection of pathogenic micobacteria in clinical samples

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK0769068T3 (en) * 1994-06-24 2006-02-27 Innogenetics Nv Simultaneous detection, identification and differentiation of eubacterial taxa using a hybridization assay

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94017389A (en) * 1994-05-10 1996-06-10 Индивидуальное частное предприятие - Фирма "ВЭНС" Method of tuberculosis pathogen indication mycobacterium tuberculosis and mycobacterium bovis
RU97100857A (en) * 1994-06-24 1999-02-27 Иннодженетикс Н.В. SIMULTANEOUS DEFINITION, IDENTIFICATION AND DIFFERENTIATION OF EUBACTERIAL TAXONS WITH THE HELP OF HYBRID ANALYSIS
RU2163638C1 (en) * 1999-12-06 2001-02-27 Научно-исследовательский институт биохимии СО РАМН Method of detection of dna of tuberculosis mycobacterium complex with differential revealing mycobacterium tuberculosis dna and reagent set for its realization
RU2338789C2 (en) * 2003-12-09 2008-11-20 Каунсил Оф Сайентифик Энд Индастриал Рисерч Method of detection of pathogenic micobacteria in clinical samples

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Kee S.J. ет al. Multiplex PCR Assay for Identification of Mycobacterial Species Isolated from Liquid cultures. - Chonnam Medical Journal, v. 45, no.1, pp.19-26. ROGALL Т. et al. Differentiation of Mycobacterium species by direct sequencing of amplified DNA. - Journal of General Microbiology, 1990, 136, 1915-1920. GOPINATH К et al. Multiplex PCR assay for simultaneous detection and differentiation of Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium complexes and other Mycobacterial species directly from clinical specimens, J Appl Microbiol. 2009, v. 107, no.2, p.425-35. POROCA DDA R. et al. Differentiation of micobacteria by multiplex PCR, Rev. Soc Bras Med Trop., 2009 v.42, no.6, p.716-22. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2525428C2 (en) * 2012-11-07 2014-08-10 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО СПбГПМУ Минздрава России) Diagnostic technique for tuberculosis
RU2554842C2 (en) * 2013-07-18 2015-06-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока" (ФГБНУ ИЭВСиДВ) OLIGONUCLEOTIDE PRIMERS AND METHOD OF IDENTIFICATION OF DNA OF Mycobacterium avium BY METHOD OF POLYMERASE CHAIN REACTION

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010127614A (en) 2012-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schonenbrucher et al. New triplex real-time PCR assay for detection of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis in bovine feces
JP2019201658A (en) Multiplex pyrosequencing using non-interfering noise canceling polynucleotide identification tags
US20100273159A1 (en) Nested Multiplex Amplification Method for Identification of Multiple Biological Entities
CN110541022A (en) mycobacterium tuberculosis complex detection kit based on CRISPR-Cas12a system
JP2017523772A (en) Nucleotide sequence exclusion enrichment (NEEDLS) by droplet sorting
JP2006505275A (en) One-step real-time RT-PCR kit for universal detection of microorganisms in industrial products
CA3159676A1 (en) Methods for identifying microbes in a clinical and non-clinical setting.
KR100388548B1 (en) A method for detecting Mycobacterium tuberculosis by PCR amplification of REP13E12 repeated sequence
CN102229989A (en) Method and kit for detecting ethambutol resistance mutation of Mycobacterium tuberculosis
CN110079621B (en) Oligonucleotide combination, method and kit for identifying mycobacterium species
RU2612137C1 (en) Method for identification of tularemia pathogen subspecies francisella tularensis subsp tularensis, francisella tularensis subsp mediasiatica and francisella tularensis subsp holarctica
Bölske et al. Diagnosis of paratuberculosis by PCR.
WO2004097021A1 (en) Nucleic acid detection
RU2455364C2 (en) Method of identifying mycobacteria by polymerase chain reaction
JP2009039105A (en) Oligonucleotide for detection of acid-fast bacterium and use thereof
ES2253279T3 (en) METHODS AND COMPOSITIONS FOR THE DETECTION OF SPECIES OF THE MYCOBACTERIUM AVIUM COMPLEX.
CN102936621A (en) Bacillus cereus detection method and kit
CN104032000B (en) The detection method of a kind of bacillus cereus and test kit
JP2006061134A (en) Primer for detection of mycobacterium tuberculosis and method for detecting and identifying the same bacterium
AU2004221678B2 (en) Method and kit for a specific detection of M.tuberculosis
De Francesco et al. Detection and identification of Mycobacterium avium in the blood of AIDS patients by the polymerase chain reaction
RU2583924C1 (en) METHOD FOR MULTIPLEX PCR DETECTION OF Atopobium vaginae, Leptotrichia amnionii, Sneathia sanguinegens AND Eggerthella spp. IN CLINICAL MATERIAL
CN117721228A (en) Primer pair for mecA gene amplification, mecA gene detection kit and mecA gene detection method
RU2809735C1 (en) Method for identifying mycobacterium tuberculosis bacteria using loop isothermal amplification (lamp)
RU2551764C2 (en) METHOD FOR DETECTING TUBERCULOUSIS MYCOBACTERIA OF GENETIC CLUSTER Beijing B0/W148

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120703