Malaria transmitting mosquitoes have a number of epidemiologically important characteristics that can only be detected using molecular techniques. Utilizing a MALDI-TOF based SNP genotyping platform, we developed an assay for simultaneously detecting multiple key traits (species, insecticide resistance, parasite infection and host choice) of malaria vectors.
Anofel gambiae türleri kompleksi Afrika'da sivrisinek ileten önemli sıtma içerir. Bu tür, tıbbi önemi vardır, çünkü çok sayıda özellikleri tipik olarak epidemiyolojik çalışmalarda yardımcı olmak için moleküler tahliller kullanılarak karakterize edilir. Bu özellikler türler kimlik, insektisit direnci, parazit enfeksiyonu durumunu, ve ana tercihi vardır. Anopheles gambiae kompleksinin popülasyonları morfolojik olarak ayırt edilemez olduğundan, bir polimeraz zincir reaksiyonu (PCR), geleneksel türleri tanımlamak için kullanılır. Türü bilinmektedir sonra, çok sayıda alt-deneyler, rutin daha özelliklerinin ortaya konması için uygulanır. Örneğin, bir para-geninde KDR olarak bilinen mutasyonlar DDT ve piretroid böcek karşı direnci tasdik etmektedirler. Buna ek olarak, enzime bağlı immünosorbent deneyleri (ELISA) ya da Plasmodium paraziti DNA tespit PCR deneyleri, sivrisinek dokularda mevcut parazitlerin tespit etmek için kullanılır. Son olarak, bir combinatioPCR ve sınırlama enzim sindirimleri konakçı spesifik DNA sivrisinek bloodmeal tarama ile bir ev sahibi tercih (örneğin, hayvan, kan ile insan) aydınlatmak için kullanılır. Tek seferde 96 ya da 384 numune için tek bir çoklu reaksiyon genotipleme 33SNPs Yukarıda adı geçen bütün deneylerde bir araya getiren çoklu tespit deneyi (MDA) geliştirdik. MDA türleri Plasmodium algılama ve ana kan tanımlanmasına yönelik olarak çoklu işaretleri içerir için, yanlış pozitif ya da negatif üretme olasılığı önemli ölçüde özelliği başına sadece bir işaretçi de ihtiva önceki deneylere azaltılır. Bu sağlam ve basit tahlil maliyet-etkin ve mevcut tahlillerin zaman bir kısmını bu anahtar sivrisinek özellikleri algılayabilir.
Anopheles arabiensis Anopheles coluzzii ve Anopheles gambiae Afrika 1 malarya iletilmesinden sorumlu başlıca vektörlerdir. Bu üç tür morfolojik 2 ayırt edilemez ve sadece moleküler deneyleri 3-9 ile ayırt edilebilir. Buna ek olarak, rutin epidemiyolojik ve nüfus genetiği çalışmaları yardım için yapılan birçok mansap tahliller vardır. Bu Türleşmenin adaları 10-12 (1), bir genotip analizi, (2) bir amino asit kodonu para geninin pozisyonda inci 1014 olmayan ayn SNP tanıyan bir genotipleme deneyi (knock-down direnç veya KDR SNP) 13 yer alır -18 (3), parazit tespiti, PCR 19-23 ve sivrisinek midguts 24,25 konak-spesifik DNA (4) taraması.
Biz amacı ile, tek bir çoklu tepkime Tüm bu deneyler birleştiren çok deteksiyon deneyi (MDA) geliştirmiştirAfrika'da sıtma vektörlerin epidemiyolojik önemli özelliklerini alyzing. MDA tahlili, çok sayıda (1) bir tür tespit edilmesi için markörler olarak kullanılmışlardır (A arabiensis, Anopheles gambiae, A. coluzzii veya üç) başka (yok) KDR SNP temsil, (2) bir insektisit direnci içerir (L1014F ve L1014S her ikisi de) iki ana sıtma parazitlerinin, (3) bulunması, Plasmodium falciparum ve P. Vivax, ve bir, kuş ve memeli altı konaklardan (4) kan kaynağı.
Geleneksel olarak, bu deneyler, farklı polimeraz zincir reaksiyonları yapılmıştır. Tüm bu deneyler geleneksel PCR platformu kullanılarak yapılır, 8-10 PCR reaksiyon deneyleri yürüten ve jel elektroforezi adımlarını eşlik gerektirir. Burada sunulan MDA yöntemi bütününde yaklaşık 5 saat sürer iken belgeleyen sonuçlarına hazırlık Her birey PCR reaksiyonu, 4-5 saat sürer. Bu, tek başına işgücü maliyetlerinde% 90 tasarruf eşdeğerdir. MDA Burada sunulan 5 $ maliyetinumune başına 33 SNP genotiplemesi için. Bu önemli ölçüde daha az pahalı bir numune başına yaklaşık 1,50 $ maliyeti tek agaroz jel bazlı tahlillerde daha azdır. MDA kapsamındaki tüm özelliklerini tespit Tahliller numune başına $ 12-15 bir maliyetle 8-10 ayrı agaroz jel bazlı testlerin en az gerektirecektir. Dahası, MDA ölçüde her parazit veya ana bilgisayar kaynak tespiti için en az üç işaretçileri kullanarak bir yanlış pozitif veya negatif üretme şansını azaltır.
Kullandığımız bir platform sıtma vektörleri ile sınırlı değildir, ancak bu tıp, veterinerlik ve temel biyoloji 26-28 gibi çok geniş bir uygulama çeşitli kullanılabilir. Derinlemesine örneklerinin büyük (100s sırasına göre) numarası içeren dernek çalışmaları veya popülasyon genetiği çalışmaları aynı anda birden fazla belirteçler için maliyet-etkin testler tarama gerektirir. Iki veya daha fazla ayrı PCR deneyleri kullanan çalışmaların çoğu düşük maliyetle daha hızlı sonuçlar için MDA uygulamak. </p>
– Uçuş (MALDI-TOF) kütle spektrometrisi 33-37 zaman PCR amplifikasyonu, karides alkalin fosfatazı (SAP) Reaksiyon SNP uzantısı, uzatma şartlandırma ve matris destekli lazer çıkarma / iyonlaşma MDA beş ana adımdan oluşur. İlk PCR amplifikasyon adımı yeterli şablon DNA SNP uzatma aşamasında sunulacak böylece her SNP yan DNA güçlendirir. SAP reaksiyonu aşağıdaki SNP uzatma adımı engelleyebilir kullanılmayan dNTPs nötralize eder. SNP uzatma SNP lokusu ve kitle-modifiye terminatör n?…
The authors have nothing to disclose.
Biz Dr teşekkür ederim. Tanzanya'dan sivrisinek örnekleri sağlamak için Glasgow Üniversitesi UC Davis ve Dr. Katharina Kreppel Anthony Cornel ve Laura Norris. Biz Zambiya sivrisinek örnekleri paylaşmak için Halk Sağlığı Johns Hopkins School Bayan Smita Das Dr. Douglas Norris teşekkür ederim. Biz de tahlil tasarımı eğitimi için Veteriner Genetik Laboratuvarı'nda Bay Lee V. Millon teşekkür ederim. Bu çalışma R01AI 078.183 ve R21AI062929 hibe Ulusal Sağlık Enstitüsü tarafından desteklenmiştir.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
MassARRAY Analyzer Compact | Sequenom | MT9 | MALDI-TOF mass spectrometry for genomic applications to analyze nucleic acids. |
MassARRAY Nanodispenser | Sequenom | RS1000 | Transfers completed iPLEX reaction products to the SpectroCHIP |
iPLEX Gold Genotyping Reagent Set | Sequenom | 10158 | Reagents used for iPLEX assay including SAP kit. |