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DE60014987T2 - Verfahren zum Nachweis von Bakterien - Google Patents

Verfahren zum Nachweis von Bakterien Download PDF

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DE60014987T2
DE60014987T2 DE60014987T DE60014987T DE60014987T2 DE 60014987 T2 DE60014987 T2 DE 60014987T2 DE 60014987 T DE60014987 T DE 60014987T DE 60014987 T DE60014987 T DE 60014987T DE 60014987 T2 DE60014987 T2 DE 60014987T2
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    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
    • GPHYSICS
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. GEBIET DER ERFINDUNG:
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Nachweisen oder Identifizieren eines Bakteriums auf eine spezifische und doch einfache Art und Weise durch Verwenden eines Bakteriophagen, in welchen ein Lichtemissionsgen eingeführt wurde. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann als ein Mittel zum Messen oder Nachweisen eines Bakteriums verwendet werden und ist besonders nützlich auf Gebieten der Umwelt-, Nahrungsmittel- und medizinischen Anwendungen.
  • 2. BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN STANDES DER TECHNIK:
  • Es existieren zahlreiche Tests zum Bestimmen der Anwesenheit und für die Identifizierung des Typs eines Bakteriums. Die meisten dieser Verfahren schließen das Kultivieren einer Probe, die ein unidentifiziertes Bakterium in einem Medium (welches von einer Reihe an Typen sein kann) enthält; und das nachfolgende Beobachten der Kultureigenschaften, morphologischen Eigenschaften, biologischen Eigenschaften, der Empfindsamkeit bezüglich Antibiotika, der Absorption verschiedener Farbstoffe, serologischen Eigenschaften etc. des unidentifizierten Bakteriums ein. Solche gewöhnlichen Verfahren benötigen jedoch die Selektion von Medien und Ähnliches, um das selektive Wachstum eines relevanten Bakteriums zu bewirken, während das Wachstum irrelevanter Bakterien verhindert wird. Wegen solcher Anforderungen können gewöhnliche Verfahren eine bemerkenswerte Zeit benötigen, um einen relevanten organischen Körper (Bakterium) nach der Isolierung des Bakteriums zu identifizieren.
  • Um die zuvor genannten Probleme zu lösen, wurden Verfahren entwickelt, die die Anwesenheit von Bakterien durch das Einführen eines fremden Gens zur Herstellung eines Proteins, das eine nachweisbare Funktion exprimiert, in ein Bakterium und indem dem eingeführten Gen ermöglicht wird, exprimiert zu werden, so dass das Bakterium basierend auf der exprimierten Funktion nachgewiesen werden kann, nachweisen.
  • Gewöhnliche Bakteriennachweisverfahren, die biologische Lichtemission nutzen, erreichen die Lichtemission typischerweise durch Verwendung eines Enzyms, das als Luciferase bekannt ist, und seines Substrates, Luciferin, um zwischen diesen eine Reaktion zu ermöglichen in der Anwesenheit von Adenosintriphosphat (ATP) bakteriellen Ursprungs. Gemäß solcher gewöhnlicher Verfahren wird eine Reaktionslösung, in welcher Luciferase und Luciferin vermischt sind, zubereitet; nachdem eine Probe (z. B. Fleisch) zerkleinert ist, wird die Reaktionslösung zu dem zerkleinerten Material hinzugefügt oder es wird nach dem Zerkleinern ein Extrakt gewonnen. Falls die Probe ein Bakterium enthält, kann Lichtemission beobachtet werden, da das Adenosintriphosphat (ATP), welches in dem Bakterium enthalten war, aus dem Bakterium während dem Zerkleinern herauslecken wird, so dass die Wirkung des leckenden ATPs einer Lichtemission ermöglicht, in der Reaktionslösung zu geschehen. Das fragliche Bakterium kann durch das Nachweisen der Intensität der Lichtemission nachgewiesen werden (siehe Japanische Offenlegungsschrift Nr. 5-30997). Dieses Messsystem kann jedoch auch jedes ATP messen, das von anderen Zellen als dem Bakterium, welches verdächtigt wird, in der Probe anwesend zu sein, stammt. Als ein Ergebnis gibt es Probleme mit Fehlnachweismöglichkeiten und substanzieller Verschlechterung der Sensitivität.
  • Auf der anderen Seite sind auch Verfahren bekannt, die einen Schritt des Einführens eines Gens, welches Luciferase exprimiert, in einen Vektor, z. B. einen Bakteriophagen, und einen Schritt des Infizierens eines Bakteriums mit diesem Virus einschließt. Gemäß diesem Verfahren wird Luciferin nach der Einführung des Gens von der Außenseite des Bakteriums auf eine invasive Art und Weise eingeführt und Lichtemission wird durch eine enzymatische Reaktion bewirkt unter Verwendung des ATPs in der Zelle. Das fragliche Bakterium kann nachgewiesen werden durch Nachweisen der Intensität der Lichtemission (siehe Japanische Veröffentlichung nach der Prüfung (KOKOKU) Nr. 6-34757). Diese Technik wird unausweichlich alle oder einige der sich in der Untersuchung befindenden Zellen zerstören, da das Einführen von Luciferin durch ein Verfahren erreicht wird, welches für die bakteriellen Zellen invasiv ist. Folglich ist diese Technik nicht genau zufrieden stellend hinsichtlich Fehlnachweismöglichkeiten und der Verschlechterung der Sensitivität.
  • Die WO-A-8504189 offenbart ein Verfahren zum Nachweisen von Bakterien unter Verwendung eines Bakteriophagen, der mit einem fluoreszierenden Mittel gekoppelt ist. Die Bakterien sind, wenn sie eine Konjugatphase mit dem mit dem fluoreszierenden Mittel gekoppelten Bakteriophagen bilden, wegen dem mit dem Bakteriophagen gekoppelten fluoreszierenden Mittel nachweisbar. Die Bakterien emittieren kein Licht, da der Sichtbarmacher der Bakteriophage ist, der mit dem fluoreszierenden Mittel gekoppelt ist.
  • Hennes K. P. et al., in Appl. Environ. Microbiol., Bd. 61, Nr. 10, 1995, Seiten 3623-3627, offenbaren ein Verfahren zum Nachweisen spezifischer Bakterienstämme unter Verwendung eines Bakteriophagen, dessen DNS mit einem Farbstoff fluoreszenzgefärbt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum Nachweisen oder Identifizieren eines Bakteriums für die Messung gemäß Anspruch 1, einschließend die folgenden Schritte: Es einem Bakteriophagen ermöglichen, an das Bakterium zu binden, wobei der Bakteriophage in der Lage ist, spezifisch an das Bakterium zu binden und in dem Bakterium zu wachsen, wobei ein Gen in dem Bakteriophagen, welcher ein Lichtemissionsprotein exprimiert, in das Bakterium eingeführt wird, so dass ein Protein in dem Bakterium als ein Produkt des Gens hergestellt wird; und Bereitstellen von Licht auf eine nicht-invasive Art und Weise von der Außenseite des Bakteriums, wobei nur das tatsächlich vorhandene Bakterium dazu gebracht wird, Licht auf eine spezifische Art und Weise zu emittieren.
  • Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann eine Lichtemissionsreaktion ohne Zerkleinern oder anderweitige Beschädigung eines Bakteriums bewirkt werden, so dass die Lichtemissionsreaktion nur innerhalb des Bakteriums geschieht. Demgemäß wird eine bakterielle Messung erreicht, welche im Wesentlichen frei von Fehlnachweismöglichkeiten ist und welche eine hohe Sensitivität bereitstellt. Als ein Ergebnis ermöglicht das Ver fahren gemäß der vorliegenden Erfindung den Nachweis oder die Identifikation eines Bakteriums auf eine schnelle und spezifische Art und Weise, ohne dass komplizierte Vorgänge benötigt werden.
  • Insbesondere wird es möglich, indem ein Protein, das nicht irgendein Substrat für die Lichtemission benötigt (d. h. grün fluoreszierendes Protein), als ein Lichtemissionsprotein genommen wird, die invasive Einführung eines äußeren Faktors von der Außenseite des Bakteriums, was ein problematischer Schritt ist, der mit gewöhnlichen Verfahren verbunden ist, die ein Luciferase-Luciferin-System benutzen, zu vermeiden.
  • Folglich macht die hierin beschriebene Erfindung den Vorteil möglich, ein Verfahren zum Nachweisen oder Identifizieren einer Bakterienart in einer Probe auf eine spezifische, hochsensitive, schnelle und sichere Art und Weise bereitzustellen, wobei das Verfahren das Bereitstellen eines äußeren Faktors (d. h. Licht) für die Bakterienzelle auf eine nichtinvasive Art und Weise involviert, so dass der äußere Faktor eine Lichtemissionsreaktion induziert.
  • Dies und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute offensichtlich werden nach dem Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezugnahme auf die begleitenden Figuren.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Zeichnung ist eine Grafik, die Nachweisergebnisse für Salmonella typhimurium beschreibt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Das Verfahren zum Nachweisen oder Identifizieren eines Bakteriums für die Messung gemäß der vorliegenden Erfindung schließt ein: (Bindungsschritt) es einem Bakteriophagen (auf den hierin anschließend auch einfach Bezug genommen wird als ein „Phage") ermöglichen, an ein Bakterium zu binden, um ein Gen in dem Phagen für die Expression eines Lichtemissionsproteins dazu zu bringen, in das Bakterium eingeführt zu werden; und (Lichtemissionsschritt) Bereitstellen von Licht von der Außenseite des Bakteriums, um nur das Bakterium von Interesse dazu zu bringen, Licht auf eine spezifische Weise zu emittieren. Spezifisch wird in dem Bindungsschritt ein Bakterium mit einem Bakteriophagen infiziert, der ein Gen einschließt, das für ein Lichtemissionsprotein kodiert. Der Bindungsschritt kann weiterhin einen Schritt einschließen, der es dem für die Infektion verwendeten Phagen ermöglicht, in der Wirtszelle zu wachsen, wobei das Gen, das für das Lichtemissionsprotein kodiert, amplifiziert werden kann. Der für die Infektion verwendete Phage kann gewöhnlich bis zu wenigstens ungefähr 102 bis ungefähr 104 Phagenpartikel/Bakterienzelle wachsen, bis zu einem Spiegel, der knapp unter dem liegt, wo die Zerstörung der bakteriellen Wirtszelle geschehen würde. Demgemäß kann das Gen, das für das Lichtemissionsprotein kodiert, um wenigstens ungefähr 102- bis ungefähr 104 -mal amplifiziert werden. Das Bakterium von Interesse kann in dem nachfolgenden Lichtemissionsschritt nachgewiesen werden, wo dem Lichtemissionsprotein, welches von diesem Gen erzeugt wird, ermöglicht wird, Fluoreszenzlicht zu emittieren.
  • Bakterien, die mit dem Verfahren der Erfindung nachgewiesen werden, sind: Salmonella, Pseudomonas und E. coli.
  • Beim Umsetzen der vorliegenden Erfindung in die Praxis ist es wünschenswert, einen Phagen mit Eigenschaften auszuwählen, dergestalt, dass er spezifisch an ein ausgewähltes Bakterium für die Messung binden (wie oben beispielhaft ausgeführt) und darin wachsen. Phagen, die spezifisch an bestimmte Bakterien für die Messung binden, d. h. spezifische Phagen-Bakterium-Kombinationen, sind im Stand der Technik bekannt.
  • Nützliche Phagen sind zum Beispiel erhältlich von dem American Type Culture Collection (ATCC). Die Details erhältlicher Stämme sind offenbart in „Catalogue of Bacteria & Bacteriophages", veröffentlicht von dem ATTC.
  • Natürlich vorkommende Bakteriophagen, die in der Erfindung verwendet werden, sind die folgenden Bakteriophagen: T4, P2, T2, T7, λ, PM2, Φ X174, MS2, Φ6, FELIX01. Für jeden dieser Phagen ist von einem Bakterium bekannt, dass es spezifisch an den Phagen bindet. Zum Beispiel sind T4-, P2-, T2-, T7-, λ -, ΦX174- und MS2-Phagen beispielhafte Phagen, die für das Nachweisen von Enterobacteriaceae, z. B. E. coli, wünschenswert sind. Φ6- und PM2-Phagen sind beispielhafte Phagen, die wünschenswert sind für den Nachweis von Pseudomanadaceae. FELIX01-Phage ist ein beispielhafter Phage, der wünschenswert ist für den Nachweis von Salmonellae.
  • Heterogene DNS kann in einen Vektor unter Verwendung einer Anzahl von Verfahren eingeführt werden. Zum Beispiel kann ein Gen, das für ein Protein kodiert, welches zur Lichtemission beiträgt, in die DNS eines Bakteriophagen unter Verwendung eines Verfahrens, das Fachleuten bekannt ist, eingeführt werden.
  • Ein Verfahren für das Infizieren eines Bakteriums mit einem Bakteriophagen kann unter gewöhnlichen Infektionsbedingungen, die im Stand der Technik bekannt sind, durchgeführt werden. Da die Phageninfektion stark stammspezifisch oder speziespezifisch ist, bestimmt die Art des Phagen allgemein, ob ein Zielgen (DNS) in eine gegebene Bakterienzelle eingeführt werden kann oder nicht. Etliche Phagen können eine Anzahl von Bakterienarten, die eng verwandt sind, infizieren. Eine Vielzahl von Phagen sind jedoch bekannt dafür, dass sie Stämme von nur einer Art infizieren. Deswegen wird es möglich durch das Auswählen eines bestimmten Phagen hinsichtlich solcher bekannter Infektionsspektren von Phagen, spezifisch einen bestimmten Stamm oder eine bestimmte Bakterienart zu identifizieren, die in einer Probe anwesend sein könnte.
  • Einem Zielbakterium wird ermöglicht, durch Bakteriophageninfektion einen Vektor aufzunehmen, der eine DNS einschließt, welche für ein Lichtemissionsprotein kodiert. Indem dem Lichtemissionsprotein ermöglicht wird, exprimiert zu werden, kann nur das Zielbakterium, welchem das Protein verliehen worden war, selektiv nachgewiesen werden. Als ein Lichtemissionsprotein wird grünes fluoreszierendes Protein (green-fluorescent protein) (GFP) verwendet.
  • GFP ist ein Lichtemissionsprotein, das in Aequorea victorea erzeugt wird. GFP benötigt nicht irgendein Substrat, um seine Lichtemissionsfunktion auszuüben. Ein Gen, das GFP kodiert, wurde aus Aequorea victorea kloniert, und es ist bekannt, dass es ein Protein mit einem Molekulargewicht von 26.900 ist und aus 238 Aminosäuren besteht. In dem Körper einer Aequorea victorea geschieht grüne Fluoreszenz als Antwort auf blaue Fluoreszenz, welche wiederum von einem anderen Lichtemissionsprotein, das Aequorin genannt wird, erzeugt wird. Das Exzitationsspektrum hat einen Gipfel bei ungefähr 508 nm. Die Lichtemission kann durch das Strahlen von Exzitationslicht mit einer geeigneten Wellenlänge auf eine transformierte Zelle, zum Beispiel E. coli, oder auf Hefen, die transformiert worden sind, um GFP zu enthalten, erzielt werden.
  • In einem Gen, das ein Lichtemissionsprotein exprimiert, kann das Strukturgen, welches für das Lichtemissionsprotein kodiert, ein natürlich vorkommendes Gen oder ein synthetisches Gen sein.
  • Der Nachweis eines Bakteriums, das dazu gebracht wird, Licht auf die zuvor genannte Art und Weise zu emittieren, kann unter Verwendung jeder bekannter Mittel wie einem Photometer, einem Chemilumineszenzlesegerät, einem Luminometer oder Ähnlichem erreicht werden. Solche Vorrichtungen können verwendet werden, um die Photonenmenge zu messen, die in einer Lichtemissionsreaktion erzeugt wird. Es ist auch möglich, das Aussetzen an einen hochsensitiven Film (z. B. „611" oder „667" erhältlich von Polaroid; „Hyper Film MP", erhältlich von Amersham; oder „Röntgenfilm RX", erhältlich von Fuji Film) zu nutzen oder einen Bildanalysevorgang zu nutzen, der eine hochsensitive Videokamera verwendet.
  • Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ein Gen, das für GFP kodiert, in einen Bakteriophagen eingebaut, der in der Lage ist, spezifisch an ein Bakterium für die Messung zu binden und darin zu wachsen. Der Phage wird dann mit dem Bakterium für die Messung bei einer geeigneten Temperatur (10° C bis 40° C) vermischt, um dem Pha gen zu ermöglichen, das Bakterium zu infizieren. Danach wird der äußere Faktor eingeführt, um den Nachweis des Bakteriums für die Messung zu ermöglichen.
  • Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ist es nicht nur möglich, die Anwesenheit oder das Fehlen eines Zielbakteriums nachzuweisen, sondern es ist auch möglich, ein Zielbakterium basierend auf Photonenmengenmessungen zu quantifizieren, indem eine Standardkurve geschaffen wird, welche die Beziehung zwischen der Bakterienkonzentration und den entsprechenden Photonenmengen, die nachgewiesen werden, erläutert.
  • Hierin anschließend wird ein Verfahren zum Nachweisen eines Bakteriums unter Verwendung eines grün fluoreszierenden Proteins (GFP) als ein Lichtemissionsprotein erläutert werden als ein spezifisches Beispiel der vorliegenden Erfindung. In dem folgenden Beispiel wurde der FELIX01-Bakteriophage verwendet, um Salmonella typhimurium (Stamm SL1027) zu messen, an welchen der FELIX01-Bakteriophage spezifisch bindet. Es wird geschätzt werden, dass das folgende Beispiel nur von erläutender Art ist und in keiner Weise den Schutzumfang der Erfindung begrenzt.
  • Beispiel
  • 1. Medium
  • Ein Nährmedium („Nutrient Broth No. 2", erhalten von Yashima Pharmaceuticals) wurde für die Kultivierung der Bakterien verwendet. Für das Zubereiten einer Bakteriophagenlösung wurde das Nährmedium mit 0,15 g/L CaCl2 ergänzt. Der pH-Wert der mit CaCl2 ergänzten Nährlösung wurde auf 7,0 eingestellt. Die Kultivierung und Titrierung des Bakteriophagen wurde auf einem Agar-Medium (erhalten durch Hinzufügen von 1,5 % Agar zu dem Nährmedium) durchgeführt.
  • 2. Bakterien
  • S. typhimurium (Stamm SL1027) wurde von dem American Type Culture Collection (ATCC) erhalten.
  • 3. Zubereitung von Bakteriophagen-Stammlösungen
  • Dem FELIX01-Bakteriophagen (erhalten von B. A. D. Stocker, Stanford University, Stanford, Calif.) wurde ermöglicht, S. typhimurium (Stamm SL1027) zu infizieren und darin zu wachsen, indem der infizierte Stamm auf der Oberfläche des Nähragarmediums kultiviert wird. Der Phage wurde geerntet, indem die Oberfläche des Mediums mit 0,005 M Kaliumphosphatpuffer (pH 7,0) geflutet wurde und der Puffer gesammelt wurde. Die Bakterien und Agarbruchstücke wurden durch Zentrifugation bei 15.000 X g für 30 Minuten bei 0° C entfernt. Der Bakteriophage wurde dann in einem Cäsiumchlorid-Ethidiumbromid-Dichtegradienten (1,7 und 1,5 g/cm3) durch Zentrifugation bei 62.000 X g für 90 Minuten bei 15° C konzentriert. Die Bakteriophagenbande, wie durch Ultraviolettbestrahlung sichtbar gemacht, wurde durch die Seite des Polyallomer-Zentrifugations röhrchens mit einer Nadel, die an einer Spritze befestigt war, entfernt. Das CsCl wurde durch Übernachtdialyse gegen 0,005 M Kaliumphosphatpuffer (pH 7,0) entfernt.
  • 4. Zubereitung der FELIX01-Bakteriophagen-DNS
  • Ein Kit, bezeichnet als ssPHAGETM DNA SPIN Kit (BIO 101), welcher für die Isolierung einzelsträngiger DNS unter Verwendung eines PEG-Fällungsverfahrens vorgesehen ist, wurde verwendet, um DNS aus den zuvor genannten Bakteriophagen-Stammlösungen zu isolieren. Unter Verwendung der resultierenden einzelsträngigen DNS als eine Matrix wurde eine PCR-Reaktion durchgeführt mit einem Zufallsprimer, wobei doppelsträngige Bakteriophagen-DNS erhalten wurde.
  • 5. Einfügen eines GFP-Gens in FELIX01-Bakteriophagen-DNS
  • Die auf die zuvor genannte Art und Weise erhaltene FELIX01-Phagen-DNS wurde mit einem Restriktionsenzym HindIII verdaut. Ein Genfragment (ungefähr 1,1 kb) von GFP (abgeleitet aus Aequorea victorea), das ebenfalls mit HindIII verdaut worden war, wurde mit dem FELIX01-Phagen-DNS-Fragment ligiert. Folglich wurde eine rekombinante Phagen-DNS geschaffen, die das GFP-Gen enthält.
  • 6. Produktion von FELIX01-Phagenpartikeln, die das GFP-Gen enthalten
  • Es wurden aus der zuvor genannten rekombinanten Phagen-DNS Phagenpartikel erhalten unter Verwendung eines in-vitro-Verpackungsverfahrens, welches das Hinzufügen von DNS zu einer bakteriellen Virus-Protein-Mischung einschließt, um infektiöse Phagenpartikel in einem Teströhrchen zu erhalten (Molecular Biology of the Gene, James D. Watson et al. 1988). Den resultierenden Phagenpartikeln wurde ermöglicht, zu wachsen, und wurden auf die in Abschnitt 3 (Zubereitung von Bakteriophagen-Stammlösungen) beschriebene Weise aufgereinigt. Teile der Bakteriophagenpartikel, die nicht unmittelbar verwendet werden, wurden als ein aseptisches Lysat in einem Reagenzglas gelagert, das über flüssigem Stickstoff angeordnet wurde, und bei einer niedrigen Temperatur aufhewahrt.
  • 7. Infektion von S. typhimurium (Stamm SL1027) mit den Phagenpartikeln
  • S. typhimurium (Stamm SL1027) wurde mit FELIX01-Phage, der das GFP-Gen enthält, in einem Nährmedium infiziert. Genauer, es wurden 10 ml Medium in einen 125 ml Erlenmeyerkolben gegeben. Dieses Medium wurde mit S. typhimurium (Stamm SL1027) geimpft und dann inkubiert, so dass die Bakterien zu ungefähr 104 bis 106 Zellen/ml wachsen, unter Schütteln des Kolbens in einem Wasserbad bei ungefähr 37° C. Dann wurden in denselben Kolben Phagenpartikel zu einer Konzentration von ungefähr 3 × 108 PFU/ml hinzugefügt. Als eine Kontrolle wurde ein Kolben, der nicht irgendeinen S. typhimurium (Stamm SL1027) enthält, demselben Vorgehen ausgesetzt.
  • Diese Kolben wurden durch Schütteln bei 200 rpm in einem Wasserbad (ausgestattet mit einem Schüttler) bei ungefähr 37° C inkubiert. Zwei Stunden später wurde die Fluoreszenz der Nährlösung in den Kolben gemessen.
  • 8. Messen der Lichtemission
  • Aus jeder Nährlösung wurde eine 50 μl Probe gesammelt, welche schrittweise auf Zellkonzentrationen verdünnt wurde, die im Bereich von ungefähr 1 bis ungefähr 103 Zellen/ml liegen, und in Polystyrolküvetten gegeben. Die Küvetten wurden in einen tempe raturkontrollierten Küvettenhalter gegeben, der in dem Messapparat bereitgestellt war, und spektrophotometrischer Messung ausgesetzt. Unter Verwendung eines SLMAminco Bowman AB2 Fluoreszenzphotometers (Fisher; Pittsburgh, PA; Katalog Nr. 14385991F) wurde Fluoreszenz in dem Bereich von ungefähr 490 bis ungefähr 520 nm mit einer Exzitationswellenlänge von ungefähr 396 nm gemessen.
  • Die Fluoreszenz wurde sowohl für den Kolben gemessen, der S. typhimurium (Stamm SL1027) enthält, als auchfür den Kolben, der S. typhimurium (Stamm SL1027) nicht enthält. Der für den Kolben, der S. typhimurium (Stamm SL1027) nicht enthält, erhaltene Messwert, wurde als ein Hintergrund verwendet, der von dem Messwert abgezogen wurde, der für den Kolben erhalten wurde, der die kultivierte Probe enthielt. Die resultierenden Werte, die Lichtemissionsmengen repräsentieren, wurden gegen die Konzentration von S. typhimurium (Stamm SL1027) aufgetragen (gezeigt in der Figur).
  • Folglich wurde gemäß der vorliegenden Erfindung ein hochsensitives und hochzuverlässiges Verfahren zum Nachweisen oder Identifizieren von Bakterien bereitgestellt.
  • Unter Verwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Bakterien auf eine schnelle und spezifische Art und Weise nachzuweisen und zu messen, ohne dass komplizierte Vorgänge benötigt werden.
  • Zahlreiche andere Modifikationen werden offensichtlich sein für und leicht gemacht werden können von Fachleuten, ohne vom Schutzumfang dieser Erfindung abzuweichen.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Bakteriums in einer Probe, umfassend die Schritte: Einführen eines Gens in einen Bakteriophagen, welches ein grün fluoreszierendes Protein (GFP = green-fluorescent protein) kodiert, abgeleitet von Aequorea victorea. um einen transformierten Bakteriophagen zu erzeugen; In-Kontakt-Bringen der Probe mit dem transformierten Bakteriophagen; Binden lassen des transformierten Bakteriophagen an ein Bakterium, das in der Probe vorhanden ist, wobei der transformierte Bakteriophage zur spezifischen Bindung an das Bakterium und zum Wachstum in dem Bakterium befähigt ist; Züchten des transformierten Bakteriophagen in dem Bakterium bis zu einem Level, unterhalb dessen die Zerstörung der Bakterienzelle auftritt, und Exprimieren des grün fluoreszierenden Proteins in der Bakterienzelle, wobei sich während dessen die Zellzahl des Bakteriums nicht wesentlich steigert; Bereitstellen von Licht einer ersten Wellenlänge von außerhalb der Probe, wodurch das tatsächlich vorhandene Bakterium Licht einer zweiten Wellenlänge emittiert; Messen des Lichts der zweiten Wellenlänge, das vom Licht emittierenden Protein in den Bakterien in der Probe emittiert wird; und Bestimmen der Anwesenheit oder Abwesenheit des Bakteriums in der Probe aus der Menge an Licht, die im Vergleich zu einer Probe emittiert wird, die kein Bakterium enthält; worin das Bakterium ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Salmonella, Pseudomonas und E. coli; und worin dann, wenn vermutet wird, dass das Bakterium Salmonella ist, der Bakteriophage FELIX01 ist; und worin dann, wenn vermutet wird, dass das Bakterium Pseudomonas ist, der Bakteriophage Φ 6 oder PM2 ist; und worin dann, wenn vermutet wird, dass das Bakterium E. coli ist, der Bakteriophage ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus T4, P2, T2, T7, λ, ΦX174 und MS2.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das Bakterium Salmonella und Bakteriophage FELIX01 ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das Bakterium Pseudomonas und Bakteriophage Φ6 oder PM2 ist.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das Bakterium E. coli ist und worin der Bakteriophage ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus T4, P2, T2, T7, λ, ΦX174 und MS2.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die Probe eine Umweltprobe, eine Nahrungsmittelprobe oder eine medizinische Probe ist.
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