L'estrazione di DNA di alta qualità è un passo fondamentale nella biologia molecolare, essenziale per applicazioni a valle come PCR, sequenziamento dell'intero genoma e altri studi genomici. Per Mycobacterium, un genere che include sia specie patogene, come Mycobacterium tuberculosis (M.tuberculosis), sia specie ambientali non patogeniche come Mycobacterium smegmatis (M. smegmatis), l'estrazione del DNA può essere difficile a causa delle loro pareti cellulari spesse, ricche di lipidi eidrofobe 1,2,3. Questa resistente parete cellulare richiede l'uso di metodi di lisi specializzati per disturbare le cellule e rilasciare efficacemente il DNA genomico.
Il metodo del bromuro di cetiltrimetilammonio (CTAB) si è dimostrato affidabile nell'isolare DNA di alta qualità proveniente da varie speciemicobatteriche 4,5. Il CTAB, un tensioattivo cationico, si lega ai polisaccaridi e ad altri componenti cellulari, facilitandone la rimozione durante il processodi estrazione 6. Anche con campioni difficili, il protocollo basato su CTAB garantisce l'isolamento efficiente del DNA intatto e puro, soprattutto se combinato con lisi enzimatica, trattamento termico ed estrazioni con solventiorganici 7,8. Il metodo CTAB ha svolto un ruolo cruciale nell'estrazione efficiente del DNA da specie micobatteriche, in particolare per ricerche che coinvolgono il sequenziamento dell'intero genoma, la metagenomica e la diagnostica molecolare, che richiedono materiale di input di DNA puro e di altaqualità 9,10. Rispetto ad altre tecniche di estrazione del DNA come il perlo o i kit commerciali, il protocollo CTAB presentato qui offre un vantaggio distintivo nel preservare l'integrità del DNA, un fattore essenziale per il sequenziamento a lunga lettura e le applicazioni epigenetiche. Sebbene studi precedenti abbiano riportato rese di DNA inferiori con il CTAB rispetto ai metodi di interruzione meccanica, sottolineano anche la sua capacità di minimizzare il taglio del DNA e mantenere l'integritàdel DNA 11,12. Per affrontare le limitazioni di purezza e rendimento, l'attuale protocollo è stato ottimizzato con tempi di incubazione ridotti e una maggiore coerenza tra diversi tipi di campioni. Questo perfezionamento è stato supportato dai risultati di Opperman et al., che hanno dimostrato che il DNA estratto da CTAB da colture di Mycobacterium avium aveva una concentrazione e qualità sufficienti per applicazioni a valle come il sequenziamento del 16S rRNA e i test a linea di sonda, supportando ulteriormente l'applicazione del protocollo CTAB come strumento versatile e scalabile per la ricerca micobatterica, in particolare negli studi che richiedono DNA genomico intatto per analisi molecolariavanzate 13. Inoltre, il sequenziamento di nuova generazione (NGS) richiede generalmente 100-1000 ng di DNA genomicodi alta qualità 14 e, nel caso del sequenziamento a lettura lunga, come il sequenziamento PacBio, richiede ≥5 μg di DNA15 di alta qualità, quindi quando sono richieste grandi quantità di DNA di alta qualità e integro, il CTAB rimane un metodoefficace 16.
Stabilire metodologie efficienti, coerenti ed efficaci di estrazione del DNA da microbi difficili da lisare è necessario per garantire riproducibilità e affidabilità in laboratorio, in particolare per l'identificazione dei ceppi e gli studiepidemiologici 5,7. Questo protocollo fornisce dettagli per estrarre il DNA dell'intero genoma dai micobatteri utilizzando il metodo CTAB. L'attuale protocollo mira a permettere ai ricercatori di ottenere risultati coerenti e affidabili nei loro flussi di lavoro in biologia molecolare, affrontando le insidie e superando le sfide poste dalla caratteristica parete cellularemicobatterica 17.