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Artigo de método

Extração de Ácido Desoxirribonucleico de Genoma Integral de Espécies de Mycobacterium via Técnica de Brometo de Cetiltrimetilamônio

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DOI:

10.3791/68409

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12 de dezembro de 2025

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Neste artigo

Resumo

Este protocolo descreve o método CTAB para extrair DNA de alta qualidade de micobactérias, superando desafios causados por suas paredes celulares resistentes e ricas em ácido micólico. O processo envolve digestão enzimática, lise celular com CTAB e purificação do DNA por meio de extração orgânica e precipitação de etanol. Esse método produz DNA adequado para estudos moleculares e é confiável para pesquisas micobacterianas.

Resumo

A extração eficiente e confiável de DNA é um passo fundamental na biologia molecular, fornecendo material genético de alta qualidade para aplicações posteriores, como PCR, sequenciamento e análises genômicas. No entanto, a composição única da parede celular das micobactérias, ricas em lipídios e ácidos micólicos, apresenta desafios significativos para o isolamento eficiente do DNA. O método do brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) é amplamente utilizado devido à sua eficiência na extração de DNA de alta pureza de espécies micobacterianas, incluindo cepas de crescimento rápido e lento. A técnica envolve a perturbação enzimática das células bacterianas usando lisozima e proteinase K, seguida pela lise dos componentes celulares usando CTAB, que se liga seletivamente e forma um complexo com polissacarídeos e proteínas. A purificação e concentração de DNA são alcançadas por extração com solvente orgânico e precipitação de etanol. De acordo com nossos dados, o protocolo CTAB produz altas quantidades de DNA (200 - 1000 ng/μL) com contaminação de alta qualidade e mínima, conforme comprovado pela eletroforese em gel e análise NanoDrop. O DNA extraído de diferentes espécies micobacterianas é de alta pureza e adequado para diversos estudos moleculares. Este estudo demonstra os passos procedimentais do método CTAB, destacando sua utilidade em superar os desafios únicos associados à extração de DNA micobacteriano.

Introdução

Extrair DNA de alta qualidade é uma etapa fundamental na biologia molecular, essencial para aplicações posteriores como PCR, sequenciamento do genoma completo e outros estudos genômicos. Para Mycobacterium, um gênero que inclui tanto espécies patogênicas, como Mycobacterium tuberculosis (M.tuberculosis), quanto espécies ambientais não patogênicas como Mycobacterium smegmatis (M. smegmatis), a extração de DNA pode ser desafiadora devido às suas paredes celulares espessas, ricas em lipídios ehidrofóbicas 1,2,3

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Protocolo

Os resultados representativos foram gerados com a aprovação do comitê de ética REC: BES da Universidade de Stellenbosch (BES-2024-22504). Os reagentes e os equipamentos utilizados estão listados na Tabela de Materiais.

1. Preparação de suspensão em cultura micobacteriana

NOTA: Dependendo da espécie examinada, esta etapa deve ser realizada em um laboratório de nível de Biossegurança 2 (BSL-2) ou de nível 3 (BSL-3). O tempo de incubação e as condições da cultura também dependem das necessidades de crescimento das espécies micobacterianas devido às su....

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Resultados

Esse protocolo de extração de DNA usando o método CTAB (Figura 1) foi avaliado em várias espécies micobacterianas, como M. tuberculosis, M. abscessus e M. chelonea. O DNA foi extraído e comparado quanto ao rendimento, pureza e integridade do DNA extraído entre as amostras.

A concentração de DNA variou entre as espécies micobacterianas e variou entre 190-600 ng/μL e >1000 ng/μL em alguns casos, indicando .......

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Discussão

Resultados representativos demonstram a utilidade do método CTAB na extração de DNA de espécies micobacterianas e no enfrentamento dos desafios associados à extração de DNA desses organismos. Micobactérias são bem conhecidas por suas paredes celulares complexas e ricas emlipídios 2. Os resultados atuais destacam vários aspectos críticos que contribuem para o sucesso dessa técnica, pois ela entrega DNA intacto de alta concentração e alta qualidade, que deve ser ade.......

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Divulgações

Os autores não têm conflitos de interesse a revelar.

Agradecimentos

Os autores expressam sua sincera gratidão à equipe de genômica da TB: Nabila Ismail, Melanie Grobbelaar, Emylin Costa e Rob M Warren, por suas contribuições para o desenvolvimento e otimização deste protocolo, bem como pelo apoio inestimável ao longo deste estudo. Esse trabalho e as pessoas envolvidas foram apoiados por bolsas e financiamento do Conselho Sul-Africano de Pesquisa Médica (SAMRC), Fundação Nacional de Pesquisa (NRF) e Universidade de Stellenbosch (SU). Os financiadores não tiveram papel no desenho do estudo, coleta de dados, análise ou preparação do manuscrito.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Pontas de pipeta de 1 mLQualquer fornecedor
10 & micro; Pontas da pipeta em LQualquer fornecedor
Dodecilsulfato de Sódio 10% (SDS)Merck (Sigma-Aldrich)71736-100 ML
Tubos de polipropileno de 15 mLQualquer fornecedor
Tubos de 2 ml e tubos de 1,5 mlQualquer fornecedor
200 & micro; Pontas de pipeta lQualquer fornecedor
2-PROPANOL, BIOREAGENTE, PARA B MOLECULAR &Merck (Sigma-Aldrich)I9516-1L Armazene em -20 & deg; C
37° Incubadora CQualquer fornecedor
5 M NaClMerck (Sigma-Aldrich)S6546 - 100 ML
65&º; Incubadora CQualquer fornecedor
Gel de agaroseMerck (Sigma-Aldrich)
Sistema de documentação em gel UV Bio-Rad,BioRad
Centrífuga (para tubos de 15 ml de 50 ml) e Microfuge (para tubos de 2 ml)Qualquer fornecedor
CLOROFÓRMIO PARA ANÁLISE EMPARTA ® ACSMerck (Sigma-Aldrich)1070242500
Álcool clorofórmio/isoamílico (24:1)Em uma exaustor, misture 384 ml de clorofórmio e 16 ml de álcool isoamílico
Solução CTAB/NaClMerck (Sigma-Aldrich)52370-100 GDissolva 4,1 g de NaCl em 80 ml de água destilada. Enquanto mexe, adicione 10 g de CTAB. Solução térmica a 65°Deg; Incubadora C. Ajuste o volume para 100 ml com água destilada. Armazene em temperatura ambiente por até 6 meses.
Escada de DNA 1 KbThermo Fisher Scientific
ÁLCOOL ETÍLICO, PURO, 200 PROOF, PARA MOL&Merck (Sigma-Aldrich)E7023-500MLMisture 75 ml de etanol absoluto e 25 ml de água destilada
Lisozima (10 mg/ml)Merck (Sigma-Aldrich)10837059001Reconstitua a lisozima liofilizada (levada à temperatura ambiente) com água destilada para 10 mg/ml
Mídia Middlebrook 7H9Merck (Sigma-Aldrich)M0178Siga as diretrizes do fabricante para preparar o meio líquido
ENRIQUECIMENTO MIDDLEBROOK OADC 6 x 100 ml F BD212240
Mídia do Tubo Indicador de Crescimento de Micobactérias (MGIT)BD245122
Sistema NanoDropThermo Fisher Scientific
Pipeta P10Qualquer fornecedor
Pipeta P1000Qualquer fornecedor
Pipeta P200Qualquer fornecedor
Proteinase K, recombuste, PCR grd 2x250mg & nbsp;Merck (Sigma-Aldrich)3115801001Reconstitua o frasco da Proteinase K liofilizada com água destilada para 10 mg/ml. Congelar alíquotas em tubos de 2 ml a -20 & deg; C
Seguro para SYBRThermo Fisher Scientific
Filtro tampão Tris/EDTA (TE) pH 8,0Merck (Sigma-Aldrich)8890-OP ou 382499997
VórticeQualquer fornecedor

Referências

  1. FBouso, J. M., Planet, P. J. Complete non-tuberculous mycobacteria whole genomes using an optimized DNA extraction protocol for long-read sequencing. BMC Genomics. 20 (1), 793(2019).
  2. Daffé, M., Marrakchi, H. Unraveling the structure of the ....

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