Извлечение высококачественной ДНК является фундаментальным этапом молекулярной биологии, необходимым для последующих приложений, таких как ПЦР, секвенирование целого генома и другие геномные исследования. Для Mycobacterium, рода, включающего как патогенные виды, такие как Mycobacterium tuberculosis (M.tuberculosis), так и непатогенные экологические виды, такие как Mycobacterium smegmatis (M. smegmatis), экстракция ДНК может быть сложной из-за их толстых, богатых липидами и гидрофобных клеточныхстенок 1,2,3. Эта крепкая клеточная стенка требует использования специализированных методов лизиса для разрушения клеток и эффективного освобождения геномной ДНК.
Метод бромида цетилтриметиламмония (CTAB) доказал свою надёжность для выделения высококачественной ДНК различных видовмикобактерий 4,5. CTAB, катионное поверхностно-активное вещество, связывается с полисахаридами и другими компонентами клетки, облегчая их удаление в процессеэкстракции 6. Даже при сложных образцах протокол на основе CTAB обеспечивает эффективную изоляцию целостной и чистой ДНК, особенно в сочетании с ферментативным лизисом, термической обработкой и экстракцией органическимирастворителями 7,8. Метод CTAB сыграл ключевую роль в эффективной экстракции ДНК из видов микобактерий, особенно для исследований, связанных с секвенированием целого генома, метагеномикой и молекулярной диагностикой, требующей чистого и высококачественного входного материалаДНК 9,10. В сравнении с другими методами экстракции ДНК, такими как битение с бусинками или коммерческие наборы, представленный здесь протокол CTAB обладает явным преимуществом в сохранении целостности ДНК, что является важным фактором для секвенирования с длинным чтением и эпигенетических применений. Хотя ранние исследования сообщали о более низких результатах ДНК с помощью CTAB по сравнению с методами механического разрушения, они также подчёркивают его способность минимизировать сдвиг ДНК и сохранять целостностьДНК 11,12. Для устранения ограничений в чистоте и выходе текущий протокол был оптимизирован с сокращением времени инкубации и улучшенной согласованностью между различными типами выборок. Это уточнение было подтверждено результатами Оппермана и др., которые показали, что ДНК, экстракционная с помощью CTAB из культур Mycobacterium avium, имеет достаточную концентрацию и качество для последующих применений, таких как секвенирование 16S рРНК и линейные зондовые анализы, что дополнительно поддерживает применение протокола CTAB как универсального и масштабируемого инструмента для исследований микобактерий, особенно в исследованиях, требующих целостной геномной ДНК для продвинутого молекулярногоанализа 13. Кроме того, секвенирование следующего поколения (NGS) обычно требует 100-1000 нг высококачественной геномнойДНК 14, а в случае секвенирования с длинным чтением, таких как секвенирование PacBio, требуется ≥5 мкг высококачественнойДНК 15, поэтому при необходимости большого количества качественной и целостной ДНК CTAB остаётся эффективнымметодом 16.
Разработка эффективных, последовательных и результативных методологий экстракции ДНК из микробов, поддающихся отпорности на лиза, необходима для обеспечения воспроизводимости и надёжности в лабораториях, особенно для идентификации штаммов и эпидемиологическихисследований 5,7. Этот протокол содержит детали по извлечению целостной геномной ДНК из Mycobacteria с помощью метода CTAB. Текущий протокол направлен на то, чтобы дать исследователям возможность добиваться последовательных и надёжных результатов в своих рабочих процессах молекулярной биологии, преодолевая подводные камни и преодолевая трудности, связанные с характерной микобактериальнойклеточной стенкой 17.