Недорогие, высокая пропускная способность метода для одновременного обнаружения до 43 молекулярных мишеней описано. Применение mPCR / RLB включают набрав микробного и обнаружение нескольких возбудителей из клинических образцов.
Методическая статья
Недорогие, высокая пропускная способность метода для одновременного обнаружения до 43 молекулярных мишеней описано. Применение mPCR / RLB включают набрав микробного и обнаружение нескольких возбудителей из клинических образцов.
Мультиплекс ПЦР / Обратная линия блот гибридизация анализа позволяет обнаруживать до 43 молекулярных мишеней в 43 образцах с помощью одной мультиплексной ПЦР реакции следуют зонда гибридизации на нейлоновую мембрану, которая повторного использования. Зонды 5 'амин изменена, чтобы фиксации мембраны. Грунтовки 5 'биотин изменение, которое позволяет обнаружения гибридизированных продуктов ПЦР с использованием стрептавидин-пероксидазы и хемилюминесцентный субстрат с помощью светочувствительной пленке. При низкой установки и затраты на расходные материалы, эта технология является недорогой (около 2 долл. США в выборке), высокая пропускная способность (несколько мембраны могут быть обработаны одновременно) и короткие сроки выполнения работ (около 10 часов).
Метод может быть использован в ряде направлений. Несколько зонды могут быть предназначены для обнаружения последовательности изменения в пределах одного усиленный продукт, или несколько продуктов могут быть усилены одновременно, с одним (или более) зонды используются для последующего обнаружения. Сочетание обоих подходов также может быть использован в рамках одного теста. Возможность включать несколько зондов для одной последовательности целевой делает анализ весьма специфичны.
Опубликованные приложения mPCR / RLB обнаружения включают антибиотик 1,2 генов устойчивости, введя метициллин-резистентный золотистый стафилококк 3-5 и Salmonella SP 6, молекулярной серотипирование Пневмококк 7,8, Streptococcus agalactiae 9 и энтеровирусы 10,11, идентификация микобактерий SP 12, выявление половых 13-15 и дыхательных путей 16 и 17 другими патогенами и обнаружения и идентификации mollicutes 18. Тем не менее, универсальность средств технического применения практически безграничны и не ограничивается молекулярного анализа микроорганизмов.
Пять шагов в mPCR / RLB являются: а) Primer и зонда дизайн, б) выделения ДНК и ПЦР-амплификации с) подготовка мембраны, г) Гибридизация и обнаружения, и д) Регенерация мембраны.
Особое внимание должно быть уделено грунтовки и зонда дизайна. Все имеющиеся последовательности целей представляют интерес с базами данных, такими как GenBank должны быть использованы для идентификации сохраняется областях, которые являются подходящими целями. Если большое количество целей в настоящее время усиливаются в одном анализе mPCR, каждый усиливается последовательность должна быть такой же длины, и не должна превышать 300 пар оснований, чтобы избежать конкуренции. Альтернативного применения метода для усиления один больше целевых использованием праймеров против сохраняется регионах и использовать несколько зондов для определения последовательности изменения в ампликона. В этом случае усиливается ПЦР продукт может быть больше. Грунтовка температурах отжига все должны быть похожи, с условиями ПЦР соответствующим образом скорректированы. Грунтовки, которые образуют сильный вторичной структуры или праймер димера следует избегать. Sigma Aldrich ДНК калькулятор ( http://www.sigma-genosys.com/calc/DNACalc.asp ) можно использовать для надежного прогнозирования этих особенностей.
ДНК-зонды должны быть рассчитаны на отжиг температурах, близких к 60 ° С. Для обеспечения максимальной специфичности, два зонда для каждой целевой интересов могут быть включены в анализ, один гибридизации вперед нити ДНК, прилегающих к обратный праймер сайт связывания, а другой обратном нить рядом с прямого праймера сайт связывания. В данном случае, прямого и обратного праймеров должны быть биотин-изменены. Если только один зонд на усиленный цели используется, то только одна грунтовка необходимости биотин изменены.
При проектировании праймеров и зондов для mPCR / RLB анализа, настоятельно рекомендуется использовать в методах кремний предсказать продукты ПЦР и гибридизации зонда, коррелируют с результатами в пробирке. В идеале это делается с использованием штаммов, для которых вся последовательность генома доступна. Программное обеспечение таких как FastPCR (продается в http://primerdigital.com/fastpcr.html) могут быть использованы для этой цели. Слабый или отсутствующий датчик сигнала может быть предсказано, где в анализе кремний указывает пар оснований несоответствия приводит к снижению датчик температуры отжига.
Методы выделения ДНК будет варьироваться в зависимости от образцы проходят испытания, и ПЦР условиях будет зависеть от грунтовки дизайна. Читатели могут обратиться к публикациям на отдельные тесты для получения дополнительной информации относительно выделения ДНК и ПЦР реагентов и условий 1-19.
Каждое определение запускается с соответствующим контролем, чтобы обеспечить по крайней мере одно положительное и одно отрицательное сигнала датчика для каждого датчика на мембрану, а также ДНК-свободный контроля. Кроме того, это полезно включить датчик в верхней части мембраны, как ожидается, будет положительным для всех образцов (например, вида или рода конкретных зонда в случае микроорганизмов). Это служит положительный контрольный датчик, но и позволяет легко ориентироваться на результаты.
1. Подготовка Мембранные
2. Гибридизация и обнаружение
3. Регенерация Мембранные
4. Представитель Результаты:
Результаты лучше всего рассматривать, помещая пленку на печатной сетки, иначе сканирования изображения и импорта в такие программы, как BioNumerics (Прикладная математика, Sint-Martens-Latem, Бельгия). Каждый зонд результат следует интерпретировать с учетом положительных и отрицательных зондов контроля. Результаты лучших оценивались как отрицательные, слабые или положительным. Положительные результаты, где сигнал сильнее, или сильнее, чем положительный контрольный датчик. Отрицательные результаты находятся там, где сигнал отсутствует или равно отрицательного контроля (в случае фонового сигнала). Слабые результаты, где сигнал слабее, чем положительный контрольный датчик, но сильнее, чем отрицательный контроль. Слабые результаты могут быть результатом точечных мутаций, приводящих к слабой связи зонда, или из-за неспецифических сигналов от грунтовки образование димера. С помощью двух зондов в целевой интерес может повысить специфичность, где один слабый результат можно смело интерпретировать как неспецифический сигнал. Если какие-либо сомнения остается, одной сложной ПЦР-реакции могут быть выполнены с на основе геля обнаружения и последовательности любых усилителейlified продукта, чтобы определить, результат действительно положительный. Представитель Результат показан на рисунке 2.

Рисунок 1. MPCR / RLB принципов (P1) Шаг 1.9. Амин изменение зондов связаны ковалентно нейлоновые мембраны. (P2) Шаг 2.10. Биотин изменение ПЦР продукты гибридизации с зондами. (P3) Шаг 2.14. Стрептавидином, меченные пероксидазой, инкубируют с мембраной и связывается с биотином. (P4) Шаги 2.19-2.21. Пероксидаза катализирует реакцию в ECL реагенты обнаружения, производя свет которых светочувствительным фильма подвергается. Мембрана затем промывают для повторного использования.

Рисунок 2. Представителю mPCR / RLB результат. Образцы с 1 по 6 представляют положительного контроля - между ними есть хотя бы один положительный сигнал датчика для каждой из 43 проб. Каждый целевой последовательности (через U) обнаружен с двумя разными зондами максимально специфику. Зонды А1 и А2 представляют видоспецифические зондов, которые, как ожидается, будет положительным для каждого образца и помощь в ориентации пленки. Зонд A1 повторяется в нижней части мембраны. Образцы 7 и 8 отрицательных контролей. Обратите внимание, что зонды Q1, Q2, T1 и T2 есть сигнал в отрицательных контролей, что указывает на вероятность неспецифического связывания праймеров или продукта грунтовки димера. Редизайн эти зонды или праймеры не потребуется. Зонды C1, D1 и F1 шоу полос через мембрану вероятно, из-за некоторых неспецифических поглощение стрептавидин-пероксидазы сопряженным или хемилюминесцентный субстрат, однако это легко отличить от настоящих позитивных сигналов зонда. Зонды D1 и D2 имеют относительно слабый сигнал по сравнению с другими датчиками, это может быть связано с более крупными ампликонов приводит к менее эффективным усиления. Зонд J2 отрицательное в несколько образцов (1, 3, 4, 6, 39), где зонд J1 является положительным. Это, скорее всего, представляет собой мутацию в J2 сайт связывания для этих образцов.
MPCR / RLB метод позволяет одновременное обнаружение большого количества ампликонов ПЦР. Из-за высокой чувствительности хемилюминесцентный зонд основе обнаружения, одной мультиплексной ПЦР реакция с большим количеством пар праймеров могут быть использованы для усиления ДНК.
Если ни один датчик сигналов, полученных с одного или нескольких образцов, проведение гель-электрофореза с любой оставшийся продукт ПЦР может помочь отличить, является ли проблема с ПЦР-амплификации или зонда гибридизации. Там, где все сигналы датчика на мембране являются слабыми или отсутствуют, но гель-электрофореза указывает на успешное ПЦР-амплификации, возможности включают проблемы с маркировки мембрану, неправильной регенерации мембран после предыдущего использования, неправильной температуре во время инкубации гибридизации или стрептавидин, или дефектные стрептавидином сопряженных пероксидазы или обнаружения реагента.
Если контрольные пробы показывают, что отдельные зонды может производить ложные отрицательные сигналы, один ПЦР с гелем основе выявления и последующего секвенирования могут быть выполнены, чтобы проверить усиления ПЦР-продукт и искать последовательность изменения в сайт связывания зонда. Слабый или отсутствующий датчик сигнала может быть связано с большим размером ампликона: если возможно все ампликонов должна быть такой же длины и менее 300 бп. Вторичные структуры ДНК ампликонов также может привести к плохой обязательным зонд и может привести к ре-дизайн праймеров. Индивидуальные грунтовки или зонд концентрации могут также быть изменены для оптимизации сигнала.
Ложные положительные сигналы из-за связывания зонда nonamplified грунтовок или праймер-димеров продукт может быть исследована путем проведения ПЦР с одного на основе геля обнаружения и последующего секвенирования. Если это произойдет, редизайн зондов, которые могут потребоваться. Точечные мутации в сайтах связывания зонда может привести к слабой или отсутствия сигналов. Разрешение двух зондов для каждого продукта усиливается делает это легко обнаружить. Эта особенность может быть использована с тщательной грунтовки и зонда дизайн для обнаружения малых изменений последовательности ДНК-мишени.
Таким образом, в то время как Есть много методов обнаружения следующих продуктов мультиплекс ПЦР доступны, mPCR / RLB имеет преимущество в том, высокую пропускную способность и недорогую установку с низким затрат. Гибкость метода позволяет использовать его в для широкого спектра применений.
Нет конфликта интересов объявлены.
Мэттью О `Салливан и Фэй Чжоу являются получателями Австралийского национального здравоохранения и медицинских исследований Совета последипломного Стипендии медицинских исследований.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Реагент | Компания | Номер в каталоге | Комментарии |
| 5 'амин C6 изменение олигонуклеотидных зондов | Sigma-Aldrich | ||
| NaHCO 3 | Sigma-Aldrich | S-8875 | 0,5 М раствор доводят до рН 8,4 |
| NaOH | Sigma-Aldrich | S5881 | 0,1 М раствор |
| 20xSSPE буфер | Amresco | 0810-4L | |
| Додецилсульфата натрия (SDS) | Sigma-Aldrich | L-4390 | Составляют 10% маточного раствора, не автоклав, должны храниться в течение 1 недели максимальная перед использованием |
| Этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) | Sigma-Aldrich | E9884 | Макияж 0,5 М раствор доводят до рН 8,0 и автоклава |
| N-(3-диметиламинопропил)-N '-этилкарбодиимида (EDAC) | Sigma-Aldrich | E7750 | Макияж 20 мл 16% раствора непосредственно перед использованием использованием EDAC 3,2 г и 18 мл воды Millipore |
| BiodyneC 0,45 мкм нейлона Мембрана 20x20 см | PALL наук о жизни | 74480C | |
| Деионизированная, вода очищенная | |||
| Жидкие моющие средства Pyroneg | Джонсон Diversey | HH12291 | |
| Стрептавидин-пероксидазы сопряженным | Roche | 11 089 153 001 | |
| Amersham ECL обнаружения реагентов | GE Healthcare | RPN2105 | |
| Amersham ECL обнаружения реагентов | GE Healthcare | RPN2105 | |
| OHP Прозрачная пленка | Corporate Express | EXP 504 ОНР | |
| Amersham Hyperfilm ECL высокую производительность хемилюминесцентный фильм 18х24 см | GE Healthcare | 28906837 | |
| Лед |
Таблица 1. Расходные материалы, используемые в mPCR / RLB анализа.
| Оборудование | Компания | Номер в каталоге | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Hybaid Печи Shake'n'Stack (2) прокатка бутылку и нейлона разделяющая сетка | Thermo Scientific | HBSNSRS220 | Метод может быть выполнена с одной печью тех пор, пока есть средство для поддержания растворов при 42 ° С и 60 ° С до использования |
| Качалка Belly Dancer платформы | Стовалл науки о жизни | Евро BDbo | |
| Miniblotter | Immunetics | MN100-45 | |
| Водяная баня | |||
| Всасывающий | |||
| Электрическая плита | |||
| Выдержки картридж | Sigma-Aldrich | Z36 ,009-0 | |
| Рентгеновской пленки разработчика | Можно также использовать разработчик, фиксажа и воды в лотки в темной комнате, а не автоматизированнаяразработчик. Lumino-тепловизор может также быть использован вместо фильма Xray |
Таблица 2. Оборудование, необходимое для mPCR / RLB анализа.