ارزیابی تکنولوژی ریزآرایه های الیگونوکلئوتیدی در تشخیص باکتری های پاتوژن منتقله از طریق غذا
محورهای موضوعی : میکروب شناسی مولکولی
میثم سرشار
1
(گروه میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد جهرم، عضو باشگاه پژوهشگران جوان)
عباس دوستی
2
(مرکز تحقیقات بیوتکنولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد)
انیس جعفری
3
(بخش بیولوژی مولکولی، انستیتو پاستور ایران)
نادر شاهرخی
4
(بخش بیولوژی مولکولی، انستیتو پاستور ایران)
کلید واژه: ریز آرایه های الیگونوکلئوتیدی, پاتوژن های منتقله از طریق غذا, 23S rDNA,
چکیده مقاله :
سابقه و هدف: روش های سنتی در تشخیص باکتری های پاتوژن منتقله از طریق غذا بسیار وقت گیر و زمانبر می باشند، بنابراین استفاده از روش های دقیق و قابل اطمینان در تشخیص پاتوژن های میکروبی مورد نیاز است. هدف از این پژوهش طراحی پرایمرهای یونیورسال برای تکثیر ژن 23S rDNA و هیبریدیزاسیون ریز آرایه های الیگونوکلئوتیدی به منظور ارزیابی کارایی و عملکرد توالی 23S rDNA در تشخیص باکتری های منتقل شونده از طریق غذا می باشد. مواد و روش ها: با مقایسه نواحی ثابت و متغیر ژن 23S rDNA از 9 گونه باکتری پاتوژن منتقله از طریق غذا و با استفاده از اطلاعات موجود در بانک ژنی، طراحی پروب های الیگونوکلئوتیدی با استفاده از نرم افزار Vector NTI صورت گرفت. پروب های الیگونوکلئوتیدی برای هر گونه از باکتری ها (مجموعاً 28 پروب) برای اتصال به غشای نیتروسلولزی استفاده شد. PCR از ژن مذکور با استفاده از یک جفت پرایمر یونیورسال نشاندار شده توسط Digoxigenin صورت گرفت. سپس محصولات بدست آمده با آرایه های نوکلئوتیدی متصل به غشای نیتروسلولزی هیبربد گردیدند. یافته ها: در این مطالعه از اشریشیا کلی، لیستریا مونوسیتوژنز، انتروکوکوس فکالیس، ویبریو کلرا، شیگلا دیسانتری، استافیلوکوکوس اورئوس، سالمونلا انتریکا، پروتئوس ولگاریس و باسیلوس سرئوس به عنوان شایع ترین باکتری های پاتوژن منتقله از طریق غذا استفاده گردید. نتایج نشان داد که به استثنای شیگلا دیسانتری سایر باکتری ها قادر به تشخیص و شناسایی توسط ریز آرایه های الیگونوکلئوتیدی می باشند. حساسیت روش ریز آرایه ها 103 واحد تشکیل دهنده کلنی (CFU) محاسبه گردید. نتیجه گیری: این مطالعه نشان داد که 23S rDNA، به دلیل داشتن نواحی متغییر کافی و همچنین با استفاده از پرایمرهای یونیورسال و تکثیر نواحی حفاظت شده ژن یاد شده می توان در تشخیص باکتری های پاتوژن استفاده نمود. بنابراین تکنیک ریزآرایه های الیگونوکلئوتیدی یک روش سریع و قدرتمند در تشخیص این پاتوژن ها می باشد.
Background and Objectives: Traditional methods for detection of foodborne pathogenic bacteria, which cause disease in human, are time consuming and laborious, so there is a necessity for developing a reliable and powerful method for the rapid detection of microbial pathogens in food. The aim of this study, is designing primers to amplify the DNA encoding the 23S rDNA genes from a wide range of bacterial species and tested the ability and efficiency of 23S rDNA sequence to detection of foodborne pathogenic bacteria. Materials and methods: The 23S rDNA sequences of 9 foodborne pathogenic bacterial species based on the GenBank DNA sequence database were used to design oligonucleotide probes by Vector NTI software. Oligonucleotide probes for each bacterial species (total 28 probes) were designed and applied to nitrocellulose membranes. Digoxigeni (DIG) labeled 23S rDNAs were amplified by polymerase chain reaction (PCR) from bacteria using two universal primers, and were hybridized to the membrane array. Results: Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Enterococcus faecalis, Vibrio cholerae, Shigella dysantria, Staphylococcus aurues, Salmonella enterica, Proteus vulgaris, and Bacillus cereus were used as the most common foodborne pathogens and results showed that except Shigella dysantria, the others can be detected and identified by our microarrays. The sensitivity of the microarray assay was 103 CFU of bacteria. Conclusion: This study showed that 23S rDNA has sufficient sequence diversity for species identification and is useful for monitoring the populations of pathogenic bacteria. Thus, the oligonucleotide microarray is a powerful tool for the rapid detection and identification of pathogens.
