פרוטוקול זה מתאר את הזיהוי של אינטגרונים מסוג 1 וקלטות הגנים הקשורות אליהם במזון.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
פרוטוקול זה מתאר את הזיהוי של אינטגרונים מסוג 1 וקלטות הגנים הקשורות אליהם במזון.
עמידות לאנטיביוטיקה היא אחד האיומים הגדולים ביותר על הבריאות במאהה-21. רכישת גנים עמידים באמצעות העברת גנים רוחבית היא גורם מרכזי בהתפשטות מנגנוני עמידות מגוונים. בין מרכיבי ה-DNA המאפשרים העברה רוחבית, האינטגרונים מסוג 1 היו אחראים במידה רבה להפצת גורמי עמידות לאנטיביוטיקה בקרב פתוגנים שליליים גראם. בסך הכל, אינטגרונים אלה רכשו והפיצו למעלה מ-130 גנים שונים של עמידות לאנטיביוטיקה. עם המשך השימוש באנטיביוטיקה, אינטגרונים מסוג 1 הפכו נפוצים בכל מקום בקומנסל ובפתוגנים של בני אדם ובעלי החיים המבויתים שלהם. כתוצאה מכך, ניתן למצוא אותם כעת בכל זרמי הפסולת האנושית, שם הם ממשיכים לרכוש גנים חדשים, ויש להם פוטנציאל לחזור לבני אדם דרך שרשרת המזון. פרוטוקול זה מפרט גישה יעילה לאיתור אינטגרונים מסוג 1 וקלטות הגנים העמידות הקשורות אליהם במזון, באמצעות תרבית ו-PCR. באמצעות פרוטוקול זה, החוקרים אמורים להיות מסוגלים: לאסוף ולהכין דגימות ליצירת תרביות מועשרות ולסנן אינטגרונים מסוג 1; לבודד מושבות חיידקים בודדות כדי לזהות מבודדים חיוביים לאינטגרון; לזהות מיני חיידקים המכילים אינטגרונים מסוג 1; ולאפיין את האינטגרונים הללו ואת קלטות הגנים הקשורות אליהם.
גילוי האנטיביוטיקה היה אחד ההישגים המדעיים הגדולים ביותר של המאה ה -20. עם זאת, השימוש וניצול לרעה של אנטיביוטיקה הוביל להתפתחות המהירה של חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה, ואלה עכשיו מהווים איום רציני לבריאות ציבור במאה ה -21. העלייה של זני חיידקים עמידים למרבית אפשרויות הטיפול מעלה את האפשרות שאנו נכנסים לעידן שבו תרופות נגד חיידקים כבר לא יעילות 1,2.
המכונות הגנטיות שמקנות עמידות לאנטיביוטיקה היא מערכת עתיקה, מקדימים בני אדם ולחצי בחירה אנטיביוטיים על ידי מיליוני שנות 3. אלמנטים גנטיים ניידים, כגון פלסמידים, transposons, איים הגנומי, אלמנטי conjugative אינטגרטיבית וintegrons יכולים להפיץ את הגנים אנטיביוטיקה התנגדות (ARG) הן בתוך ובין מיני חיידקים 4. מבין אלה, integrons שיחק תפקיד מרכזי בהתפשטות ARG, למרותעובדה שהם מסתמכים על פלסמידים וtransposons לגיוס והכנסה לתוך הגנום של חיידקי 5. Integrons ללכוד קלטות גן באמצעות integron-אינטגראז, ולאחר מכן להביע קלטות באמצעות integron מקודד אמרגן 6,7 (איור 1). Integron גן קלטות אלמנטים ניידים קטנים בהיקף של מסגרות יחידה פתוחה קריאה (ORF) שמוצרים יכולים להעניק עמידות לאנטיביוטיקה או חומרי חיטוי 8. integrons Class 1 הוא integrons התאושש הנפוץ ביותר מבידודים קליניים 5, שבו הם רכשו ביחד יותר מ -130 קלטות גן עמידות לאנטיביוטיקה שונות 9.
התפשטות integrons 1 הכיתה לחיידקים פתוגניים commensal וקשורים אנושיים מייצרת זרמי פסולת אנושיים המכילים מספר גדול של אלמנטים הגנטיים אלה 10. 10 19 חיידקים מוערכים המכילים כיתת 1 integrons משתחררים דרך ביוב בוצה כל i שנהn בריטניה 11. לכן זה לא מפתיע שintegrons כיתת 1 המקנות התנגדויות אנטיביוטיקה עכשיו שיראו בחיידקים של ציפור בר, דגים, וחיות ברות האחר 12-14 ילידים. שחרור integrons בחזרה לסביבה מהווה איום משמעותי על בריאות הציבור, מאז רכישת קלטות גן חדשות וארגון מחדש מורכב עם אלמנטים ניידים אחרים ממשיכה להתרחש, במיוחד בצמחים לטיפול בשפכים ובגופי מים אחרים 15-18. הסביבה הטבעית ואז הופכת קרקע פורה לגיוס גורמי התנגדות חדשים ופתוגנים אופורטוניסטיים 19,20. חיידקים המכיל integron רומן וargs החדש יכולים מעגל בחזרה לקהילה האנושית דרך מים ומזון מזוהמים 21,22. מעקב של args הסביבתי הוא אסטרטגיה מפתח להבנה ולניהול עמידות לאנטיביוטיקה בעתיד 23. בפרט, יש לשים לב למזון שאכלו גלם אוקל מבושל, שכן אלה להציג את האיום הגדול ביותר להעברה של אלמנטים ניידים חדשים ופתוגנים.
בפרוטוקול זה, גישה יעילה לאיתור, זיהוי ואפיון כיתת 1 integrons וקלטות הגן הקשור במוצרי מזון מתוארים (איור 2). באמצעות שילוב של תגובת שרשרת culturing ופולימראז (PCR), integrons ניתן לאתר במהירות בקהילות חיידקים מורכבות ומבודדות בודדים. שיטות לזיהוי המינים של חיידקים וקונפורמציה והזהות של קלטות הגן-קשור integron מקבלות. השיטה מתאימה למגוון רחב של מזונות צמחיים ובעלי חיים, ודוגמאות של תהליכי עבודה טיפוסיים ניתנות לכל אחד מסוגי המזון.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מוצרי מזון שנאכלים טרי או מבושל קל הם של רוב הדאגה לבריאות אדם. דוגמאות כוללות ירקות סלט, פירות, צדפות וסרטנים.
אוסף 1. לדוגמא
2. מועשרת תרבות הכנה
3. תרבויות הקרנה לIntegrons
= "Jove_content"> הערה: פרוטוקולי PCR רגילים נמצאים בשימוש במתודולוגיה זו, באמצעות מאגרים מסופקים עם האנזים, וMgCl 2 ריכוז סופי של 2.5 מ"מ. במידת הצורך, לורנץ (2011) 24 התוו שיטות אופטימיזציה ופתרון בעיות PCR בנושא קודם של כתב עת זה.
> 4. הקרנת יחידה המושבות לIntegrons Class 1
5. מושבות האחת הגנום הפקת DNA של Integron חיובי שימוש ביד הכאת 25
6. PCRs אבחון ורצפי DNA
הערה:הדנ"א הגנומי מוכן בסעיף 5 ישמש לכל PCRs האבחון, וכדי לאשר את הבדיקה החיובית לintegrons 1 הכיתה.
7. מיפוי ואפיון של מערכי Integrons והקלטת
הערה: Class integrons 1 נובע ממערכות אקולוגיות הנשלט אדם צפוי להיות integrons הנפוץ ביותר בכל דוגמאות שלך. יש כל integrons אלה מקור יחיד אחרונים, ויש לי רצף ה- DNA השמור ביותר 5 לכן.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הקרנה של תרבויות מעורבות ומבודדים חיידקים לintI1
סט פריימר HS463a / HS464 PCR יכול לשמש כדי לזהות את נוכחותו של הגן ברמת 1 integron-אינטגראז, intI1 (איור 1). סט פריימר זה עובד היטב עבור איתור intI1 בתרבויות מעורבות, וגם משמש כדי מושבות חיידקים שנקטפו מצלחות התפשטות (איור 2). מבודדים חיובי צריכים ליצור להקה חזקה יחידה ב471 נ"ב באמצעות קבוצה זו פריימר
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
זיהוי של integrons וקלטות הגן הקשור הוא פוטנציאל צעד מפתח בניבוי הופעתה של פתוגנים אופורטוניסטיים חדשים, מעקב מסלולים לפתוגנים לשרשרת מזון האנושי, וזיהוי התנגדות חדשה וארסי גורמים מכתיבים 8,21,26. מטרת מאמר זה הייתה לתאר גישה יעילה לסינון דגימות לintegrons 1 הכיתה, אפיון מערכי הקלטת שלהם וזיהוי מיני חיידקים שבו הם מתגוררים. צעדים קריטיים בפרוטוקול כרוך בפועל מיקרוביולוגית טובה, ומניעת זיהום PCR שתעוררנה חיוביות שגוי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין רלוונטי לגילוי.
תודה למיכאלה אולם, לריסה Bispo וגוסטבו Tavares לקבלת סיוע טכני.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| GoTaq Colourless Mastermix | Promega | M7132 | משמש בכל ה-PCRs |
| RNAse (Ribonuclease A מלבלב בקר) | Sigma | R6513-10MG | משמש בכל ה-PCRs |
| אנזים הגבלת HinFI | Promega | R6201 | משמש לעיכול 16S rDNA PCR poducts. אנזים מגיע עם חיץ אופטימלי וסולם BSA |
| 100 bp | GE Healthcare | 27400701 | משמש כתקן גודל על כל ג'לי האגרוז |
| GelRed DNA | כתם ביוטיום | 41003 | זהירות: יש ללבוש הגנה אישית בעת טיפול בחומר זה |
| Guanidinium thiocyanate | Life Technologies | AM9422 | זהירות: יש ללבוש הגנה אישית בעת טיפול בחומר זה |
| CLS-TC פתרון | MP Biomedicals | 6540409 | תמיסת השעיה המשמשת בתחילת מיצוי ה-DNA הגנומי |
| Lysing Matrix E FastPrep Tubes | MP Biomedicals | 116914500 | Tube הנדרש לשיבוש מכני של דפנות תא חיידקים. קוד זה משמש לחבילות של 500 צינורות, כמויות קטנות יותר זמינות. |
| מטריצת קשירה | MP Biomedicals | 116540408 | מדולל 1:5 עם 6 M guanidinium thiocyanate ומשמש בשיטת מיצוי ה-DNA הגנומי. |
| מכונת הכנה מהירה | MP Biomedicals | מספר האפשרויות הזמינות | ל-MP Biomedicals יש מספר מכונות FastPrep זמינות לרכישה. בקר בכתובת http://www.mpbio.com למידע נוסף |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.