Het extraheren van hoogkwalitatief goed DNA is een fundamentele stap in de moleculaire biologie, essentieel voor latere toepassingen zoals PCR, whole genome sequencing en andere genomische studies. Voor Mycobacterium, een geslacht dat zowel pathogene soorten omvat zoals Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis) als niet-pathogene omgevingssoorten zoals Mycobacterium smegmatis (M. smegmatis), kan DNA-extractie lastig zijn vanwege hun dikke, lipidenrijke en hydrofobe celwanden 1,2,3. Deze sterke celwand vereist het gebruik van gespecialiseerde lysemethoden om de cellen te verstoren en effectief genomisch DNA vrij te geven.
De cetyltrimethylammoniumbromide (CTAB)-methode is betrouwbaar gebleken voor het isoleren van hoogwaardig DNA van verschillende mycobacteriesoorten 4,5. CTAB, een cationisch tenactivist, bindt aan polysacchariden en andere celcomponenten, waardoor hun verwijdering tijdens het extractieprocesmogelijk wordt 6. Zelfs bij moeilijke monsters zorgt het CTAB-gebaseerde protocol voor efficiënte isolatie van intact en puur DNA, vooral in combinatie met enzymatische lyse, warmtebehandeling en organische oplosmiddelextracties 7,8. De CTAB-methode heeft een cruciale rol gespeeld in efficiënte DNA-extractie uit mycobacteriële soorten, specifiek voor onderzoek naar whole-genome sequencing, metagenomics en moleculaire diagnostiek, waarvoor zuiver en hoogwaardig DNA-inputmateriaal nodig is. In vergelijking met andere DNA-extractietechnieken zoals bead-beating of commerciële kits, biedt het hier gepresenteerde CTB-protocol een duidelijk voordeel bij het behouden van DNA-integriteit, een essentiële factor voor long-read sequencing en epigenetische toepassingen. Hoewel eerdere studies lagere DNA-opbrengsten met CTAB hebben gerapporteerd ten opzichte van mechanische verstooringsmethoden, benadrukken ze ook het vermogen om DNA-afschuiving te minimaliseren en DNA-integriteitte behouden 11,12. Om beperkingen in zuiverheid en opbrengst aan te pakken, is het huidige protocol geoptimaliseerd met kortere incubatietijden en verbeterde consistentie tussen diverse monstertypes. Deze verfijning werd ondersteund door bevindingen van Opperman et al., die aantoonden dat door CTAB geëxtraheerd DNA uit Mycobacterium avium-culturen voldoende concentratie en kwaliteit had voor downstream toepassingen zoals 16S rRNA-sequencing en lijnprobe-assays, wat de toepassing van het CTAB-protocol als veelzijdig en schaalbaar hulpmiddel voor mycobacterieel onderzoek verder ondersteunde, met name in studies die intact genomisch DNA vereisen voor geavanceerde moleculaire analyses13. Daarnaast vereist next-generation sequencing (NGS) doorgaans 100-1000 ng hoogwaardige genomische DNA14 en in het geval van long-read sequencing, zoals PacBio-sequencing, ≥5 μg hoogwaardige DNA15, dus wanneer grote hoeveelheden hoogwaardige en intacte DNA nodig zijn, blijft CTAB een effectieve methode16.
Het opzetten van efficiënte, consistente en effectieve DNA-extractiemethoden van moeilijk te analyseren microben is noodzakelijk om reproduceerbaarheid en betrouwbaarheid in laboratoria te waarborgen, met name voor stamidentificatie en epidemiologische studies 5,7. Dit protocol geeft details voor het extraheren van volledig genoom-DNA uit Mycobacteriën met behulp van de CTAB-methode. Het huidige protocol is bedoeld om onderzoekers in staat te stellen consistente en betrouwbare resultaten te behalen in hun moleculaire biologische workflows door de valkuilen aan te pakken en de uitdagingen van de kenmerkende mycobacteriële celwand17 te overwinnen.