RU2346045C1 - OLIGONUCLEOTIDE PRIMERS FOR IDENTIFYING Coccidioides posadasii - Google Patents
OLIGONUCLEOTIDE PRIMERS FOR IDENTIFYING Coccidioides posadasii Download PDFInfo
- Publication number
- RU2346045C1 RU2346045C1 RU2007121817/13A RU2007121817A RU2346045C1 RU 2346045 C1 RU2346045 C1 RU 2346045C1 RU 2007121817/13 A RU2007121817/13 A RU 2007121817/13A RU 2007121817 A RU2007121817 A RU 2007121817A RU 2346045 C1 RU2346045 C1 RU 2346045C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dna
- posadasii
- coccidioidomycosis
- primers
- identifying
- Prior art date
Links
- 241001522757 Coccidioides posadasii Species 0.000 title claims abstract description 26
- 239000003155 DNA primer Substances 0.000 title claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000013615 primer Substances 0.000 claims description 26
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 10
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 claims description 5
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 claims description 3
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 claims description 2
- 241000223205 Coccidioides immitis Species 0.000 abstract description 26
- 201000003486 coccidioidomycosis Diseases 0.000 abstract description 18
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 8
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 abstract description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 4
- 239000012620 biological material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 abstract description 2
- 241001467460 Myxogastria Species 0.000 abstract 1
- 239000000021 stimulant Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 27
- 231100000676 disease causative agent Toxicity 0.000 description 12
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 4
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 3
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 3
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 3
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 3
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 3
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 3
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 3
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 108091093088 Amplicon Proteins 0.000 description 2
- 108010014303 DNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 2
- 102000016928 DNA-directed DNA polymerase Human genes 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010035148 Plague Diseases 0.000 description 2
- 101710201541 Proline-rich antigen Proteins 0.000 description 2
- 241000497386 Silveira Species 0.000 description 2
- 108010006785 Taq Polymerase Proteins 0.000 description 2
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 2
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 2
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000007857 nested PCR Methods 0.000 description 2
- 239000011535 reaction buffer Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101150005611 AG2 gene Proteins 0.000 description 1
- 241000223203 Coccidioides Species 0.000 description 1
- 238000007400 DNA extraction Methods 0.000 description 1
- 206010017533 Fungal infection Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 208000031888 Mycoses Diseases 0.000 description 1
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 description 1
- 238000002944 PCR assay Methods 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 239000011543 agarose gel Substances 0.000 description 1
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000012568 clinical material Substances 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005549 deoxyribonucleoside Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000004362 fungal culture Methods 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 244000000008 fungal human pathogen Species 0.000 description 1
- 208000024386 fungal infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- -1 mounted Species 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- LCCNCVORNKJIRZ-UHFFFAOYSA-N parathion Chemical compound CCOP(=S)(OCC)OC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 LCCNCVORNKJIRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 1
- 101150038504 pra gene Proteins 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000001226 reprecipitation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 210000000952 spleen Anatomy 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- RTKIYNMVFMVABJ-UHFFFAOYSA-L thimerosal Chemical compound [Na+].CC[Hg]SC1=CC=CC=C1C([O-])=O RTKIYNMVFMVABJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000001226 triphosphate Substances 0.000 description 1
- 235000011178 triphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 125000002264 triphosphate group Chemical class [H]OP(=O)(O[H])OP(=O)(O[H])OP(=O)(O[H])O* 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии, молекулярной биологии и может быть использовано в медицине для выявления генетического материала одного из возбудителей кокцидиоидомикоза - Coccidioides posadasii - в пробах как для диагностики в практическом здравоохранении и службе Роспотребнадзора, так и для научных исследований.The invention relates to biotechnology, molecular biology, and can be used in medicine to identify the genetic material of one of the causative agents of coccidioidomycosis - Coccidioides posadasii - in samples both for diagnosis in practical health care and the Rospotrebnadzor service, and for scientific research.
C.posadasii - диморфный гриб, является одним из возбудителей особо опасного микоза и имеет значительное географическое распространение, включая юго-западную часть США, Центральную и Южную Америку (Fisher М.С.et al., 2001; Fisher M.C., Taylor J.W., 2003), в отличие от C.immitis, который эдемичен только для Калифорнии (США). Фенотипических признаков, с помощью которых можно было бы дифференцировать эти 2 близкородственных вида, пока не установлено. Выделение некалифорнийского генотипа возбудителя кокцидиоидомикоза в самостоятельный вид - C.posadasii стало возможным только на основании результатов генетических исследований в 2002 г. (Fisher M.C. et al., 2002).C.posadasii, a dimorphic fungus, is one of the causative agents of especially dangerous mycosis and has a significant geographical distribution, including the southwestern United States, Central and South America (Fisher M.C. et al., 2001; Fisher MC, Taylor JW, 2003 ), unlike C.immitis, which is edemic only for California (USA). Phenotypic characters, with the help of which it would be possible to differentiate these 2 closely related species, have not yet been established. Isolation of the non-California genotype of the causative agent of coccidioidomycosis into an independent species, C.posadasii, became possible only on the basis of the results of genetic studies in 2002 (Fisher M.C. et al., 2002).
Метод полимеразной цепной реакции является прямым методом выявления ДНК данного микромицета и обладает высокой специфичностью и чувствительностью. В основе метода ПЦР лежит природный процесс репликации ДНК-комплементарное достраивание ДНК матрицы, осуществляемое с помощью фермента ДНК-полимеразы.The polymerase chain reaction method is a direct method for detecting the DNA of a given micromycete and has high specificity and sensitivity. The PCR method is based on the natural process of DNA replication-complementary completion of the DNA matrix, carried out using the enzyme DNA polymerase.
Процесс удвоения нуклеиновых кислот можно использовать для получения копий коротких участков ДНК, специфичных для конкретного микроорганизма, т.е. осуществлять целенаправленный поиск таких специфических участков, что и является целью генодиагностики для выявления возбудителя кокцидиоидомикоза.The nucleic acid doubling process can be used to obtain copies of short sections of DNA specific for a particular microorganism, i.e. to carry out a targeted search for such specific sites, which is the purpose of gene diagnostics to identify the causative agent of coccidioidomycosis.
Для эффективного проведения ПЦР необходимы праймеры - синтетические олигонуклеотиды определенного размера, специфические для каждого типа возбудителя. Праймеры комплементарны последовательностям ДНК на левой и правой границах специфического фрагмента и ориентированы таким образом, что достраивание новой цепи ДНК протекает только между ними. В результате ПЦР происходит многократное увеличение числа копий (амплификация) специфического участка гена, катализируемое ферментом ДНК-полимеразой. Выбор специфического фрагмента и подбор праймеров играет важнейшую роль в специфичности проведения амплификации, что сказывается на качестве проведения анализа исследуемого микромицета.For effective PCR, primers are needed - synthetic oligonucleotides of a certain size, specific for each type of pathogen. The primers are complementary to the DNA sequences on the left and right borders of a specific fragment and are oriented in such a way that the completion of a new DNA chain proceeds only between them. As a result of PCR, there is a multiple increase in the number of copies (amplification) of a specific region of the gene, catalyzed by the DNA polymerase enzyme. The choice of a specific fragment and the selection of primers plays a crucial role in the specificity of the amplification, which affects the quality of the analysis of the micromycete under study.
Наиболее близким аналогом являются специфические олигонуклеотиды, фланкирующие фрагмент гена Ag2/PRA (antigen 2/proline-rich antigen), экспрессия которого происходит в паразитической стадии развития гриба (Bialek R. et al. PCR assays for identification of Coccidioides posadasii based on the nucleotide sequence of the antigen 2/proline-rich antigen. J. Clin. Microbiol. 2004. Vol.42, №2. P.778-783). Сконструированные праймеры авторы использовали в гнездной ПЦР для идентификации возбудителя C.posadasii. Однако в работе тестировали образцы тканей, пораженных только С.posadasii, а сведения о тестировании штаммов C.immitis отсутствуют. Применение гнездной ПЦР имеет определенный недостаток - это высокий риск контаминации проб на втором этапе постановки реакции.The closest analogue is specific oligonucleotides flanking a fragment of the Ag2 / PRA gene (
В 2006 году в публикации Т. Umeyama et al. (Novel approach to designing primers for identification and distinction of the human pathogenic fungi Coccidioides immitis and Coccidioides posadasii by PCR amplification. J. Clin. Microbiol. 2006. Vol.44, №5. P.1859-1862) предложены праймеры для дифференцирования двух видов Coccidioides на основе нуклеотидной последовательности C.immitis contig 2.2 (accession number AAEC02000002), обозначенные Coi9-1F и Coi9-1R. Отличие этих двух видов микромицетов заключается в длине синтезируемых ампликонов - у C.posadasii фрагмент ДНК короче на 86 п.н. Однако в этом случае возникает сложность интерпретации результатов ПЦР при электрофоретическом разделении фрагментов ДНК и необходимости использования дополнительных стандартов молекулярных размеров. Кроме того, сами же авторы в работе отмечают, что эти олигонуклеотидные затравки не испытывались на клиническом материале.In a 2006 publication by T. Umeyama et al. (Novel approach to designing primers for identification and distinction of the human pathogenic fungi Coccidioides immitis and Coccidioides posadasii by PCR amplification. J. Clin. Microbiol. 2006. Vol.44, No. 5. P.1859-1862) primers for differentiation of two Coccidioides species based on the nucleotide sequence of C.immitis contig 2.2 (accession number AAEC02000002), designated Coi9-1F and Coi9-1R. The difference between these two types of micromycetes lies in the length of the synthesized amplicons - in C.posadasii the DNA fragment is shorter by 86 bp. However, in this case, it becomes difficult to interpret the results of PCR during electrophoretic separation of DNA fragments and the need to use additional standards of molecular size. In addition, the authors themselves in the work note that these oligonucleotide seeds were not tested on clinical material.
Целью настоящего изобретения является разработка олигонуклеотидных праймеров для идентификации C.posadasii методом полимеразной цепной реакции.An object of the present invention is to provide oligonucleotide primers for the identification of C.posadasii by polymerase chain reaction.
Цель достигается конструированием специфичных праймеров для идентификации ДНК одного из возбудителей кокцидиоидомикоза C.posadasii, обладающих активностью прямого и обратного праймеров в реакции амплификации, имеющих следующую структуру:The goal is achieved by constructing specific primers for the identification of DNA of one of the causative agents of coccidioidomycosis C.posadasii, with direct and reverse primer activity in the amplification reaction, having the following structure:
5'-CACTTCTTAAGTCTTATTTCC-3'- CpSOW82s5'-CACTTCTTAAGTCTTATTTCC-3'- CpSOW82s
5'-GGCATTGATCGTCACCTCCAT-3' - CpSOW82as5'-GGCATTGATCGTCACCTCCAT-3 '- CpSOW82as
Характеристика олигонуклеотидных праймеров и участка амплифицируемой ДНК.Characterization of oligonucleotide primers and amplified DNA site.
Основываясь на данных, представленных в базе GenBank NCBI (National Center for Biotechnology Information), были подобраны праймеры, обозначенные CpSOW82s - CpSOWS2as, комплементарные фрагменту гена гликопротеина внешней стенки сферул SOWgp82 (spherule outer wall glycoprotein) для идентификации C.posadasii. Расчетная длина специфического фрагмента составляла 300 п.н.Based on the data presented in the GenBank NCBI database (National Center for Biotechnology Information), primers designated CpSOW82s - CpSOWS2as, complementary to the SOWgp82 spherule outer wall glycoprotein gene fragment for identifying C.posadasii, were selected. The calculated length of the specific fragment was 300 bp.
В качестве положительного контроля эксперименты проводили на типовом штамме C.posadasii 36 Silveira, используя для выделения ДНК обеззараженные суспензии микромицета в концентрациях от 1×106 артроспор/мл до 1×101 артроспор/мл. Подсчет клеток проводили в камере Горяева. Апробация праймеров была осуществлена на наборе штаммов возбудителей кокцидиоидомикоза коллекционного центра МЖК Волгоградского научно-исследовательского противочумного института.As a positive control, experiments were carried out on a typical C.posadasii 36 Silveira strain, using disinfected micromycete suspensions in concentrations from 1 × 10 6 arthrospores / ml to 1 × 10 1 arthrospores / ml for DNA extraction. Cell counting was performed in a Goryaev chamber. Testing of the primers was carried out on a set of strains of coccidioidomycosis pathogens of the collection center of the SFA of the Volgograd Research Anti-Plague Institute.
Чувствительность реакции амплификации с праймерами CpSOW82s-CpSOW82as оценивалась при исследовании проб ДНК, выделенных из десятикратных разведении чистых культур возбудителей кокцидиоидомикоза, и составила - 1×102-1×103 артроспор/мл. С помощью предлагаемых олигонуклеотидных праймеров были проанализированы биоптаты и кровь от лабораторных животных, экспериментально зараженных возбудителем кокцидиоидомикоза. Для обнаружения возбудителей кокцидиоидомикоза методом ПЦР оценена возможность использования сконструированных праймеров для анализа биологического материала (печень, селезенка, легкие) при экспериментальной инфекции. Показано, что в реакции амплификации возбудитель детектировался в суспензиях органов от всех белых мышей, зараженных культурой данных микромицетов, на всех сроках наблюдения.The sensitivity of the amplification reaction with primers CpSOW82s-CpSOW82as was evaluated by studying DNA samples isolated from ten-fold dilution of pure cultures of coccidioidomycosis pathogens, and amounted to - 1 × 10 2 -1 × 10 3 arthrospores / ml. Using the proposed oligonucleotide primers, biopsies and blood from laboratory animals experimentally infected with the causative agent of coccidioidomycosis were analyzed. To detect causative agents of coccidioidomycosis by PCR, the possibility of using designed primers for the analysis of biological material (liver, spleen, lungs) in experimental infections was evaluated. It was shown that in the amplification reaction, the pathogen was detected in organ suspensions from all white mice infected with the culture of these micromycetes at all observation times.
Примеры конкретного выполнения.Examples of specific performance.
Пример 1. Методика конструирования олигонуклеотидных праймеров для идентификации ДНК возбудителя кокцидиоидомикоза C.posadasii методом ПЦР.Example 1. The method of designing oligonucleotide primers for the identification of DNA of the causative agent of coccidioidomycosis C.posadasii by PCR.
На основе теоретического изучения секвенированных нуклеотидных последовательностей возбудителей кокцидиоидомикоза, присутствующих в базах данных (EMBL, Genbank, DDBJ) для конструирования праймеров, была выбрана последовательность гена гликопротеина внешней стенки сферул SOWgp82 (spherule outer wall glycoprotein) C.posadasii, размер которой составляет 3635 п.н. (GenBank NCBI, AF308873). С помощью компьютерного анализа были выбраны специфические участки ДНК, имеющие нуклеотидные отличия от филогенетически близкогородственного микромицета С.immitis и других микроорганизмов. Расчетная длина фрагмента ДНК, фланкируемого предлагаемыми праймерами - 300 п.н. (табл.1).Based on a theoretical study of the sequenced nucleotide sequences of coccidioidomycosis pathogens present in the databases (EMBL, Genbank, DDBJ) for primer design, the sequence of the glycoprotein gene of the outer wall of the spherules SOWgp82 (spherule outer wall glycoprotein) C.posadasii n, which is 36 cm in size, was chosen. n (GenBank NCBI, AF308873). Using computer analysis, specific DNA regions were selected that have nucleotide differences from phylogenetically closely related micromycetes C.immitis and other microorganisms. The estimated length of the DNA fragment flanked by the proposed primers is 300 bp. (table 1).
Праймеры были проанализированы с помощью компьютерной программы BLASTN на web-сервере Национального Центра Биотехнологической Информации (NCBI) (http://www.ncbi.nlm.mh.gov/BLAST/) для установления гомологии между ними и нуклеотидными последовательностями близкородственных возбудителей особо опасных микозов и гетерологичных микроорганизмов, присутствующих в базах данных (EMBL, GenBank, DDBJ). На момент проведения компьютерного анализа гомологии выявлено не было.Primers were analyzed using the BLASTN computer program on the web server of the National Center for Biotechnological Information (NCBI) (http://www.ncbi.nlm.mh.gov/BLAST/) to establish homology between them and the nucleotide sequences of closely related pathogens of especially dangerous mycoses and heterologous microorganisms present in the databases (EMBL, GenBank, DDBJ). At the time of the computer analysis, no homology was detected.
Пример 2. Амплификация специфических фрагментов ДНК возбудителя кокцидиоидомикоза C.posadasii с помощью разработанных олигонуклеотидных праймеров.Example 2. Amplification of specific DNA fragments of the causative agent of coccidioidomycosis C.posadasii using the developed oligonucleotide primers.
Для исключения возможности неспецифического отжига праймеров до достижения заданных температурных параметров используют режим «горячего старта». «Горячий старт» обеспечивается приготовлением реакционной смеси, состоящей из двух слоев (верхнего и нижнего), разделенных прослойкой воска. Нижний слой содержит предлагаемые праймеры для идентификации возбудителя кокцидиоидомикоза C.posadasii и дезоксирибонуклеозид-трифосфаты; верхний - реакционный буфер, фермент Taq-полимеразу и ДНК-матрицу. Плавление воска и перемешивание реакционных компонентов происходит на этапе предварительной денатурации ДНК при 95°С.To exclude the possibility of nonspecific annealing of the primers until the specified temperature parameters are reached, the “hot start” mode is used. A “hot start” is provided by preparing a reaction mixture consisting of two layers (upper and lower) separated by a layer of wax. The lower layer contains the proposed primers for the identification of the causative agent of coccidioidomycosis C.posadasii and deoxyribonucleoside triphosphates; upper — reaction buffer, Taq polymerase enzyme, and DNA template. Melting of wax and mixing of the reaction components occurs at the stage of preliminary denaturation of DNA at 95 ° C.
Общий объем реакционной смеси 25 мкл на 1 пробу.The total volume of the reaction mixture is 25 μl per 1 sample.
Приготовление «нижней» реакционной смеси:Preparation of the “lower” reaction mixture:
Раствор dNTP (2,5 мМ) - 2 мклDNTP Solution (2.5 mM) - 2 μl
Праймер CpSOW82s (12 пМ/ мкл) - 1 мклPrimer CpSOW82s (12 pM / μl) - 1 μl
Праймер CpSOW82as (12 пМ/ мкл) - 1 мклPrimer CpSOW82as (12 pM / μl) - 1 μl
вода деиоинизированная - 0,6 мклdeioinized water - 0.6 μl
Сверху наслаивается расплавленный воск 11 мкл.Melted
(Приготовленные таким образом смеси можно хранить при t+8°С до 6 мес)(Mixtures prepared in this way can be stored at t + 8 ° С for up to 6 months)
Состав «верхней» реакционной смеси:The composition of the "upper" reaction mixture:
(×10) реакционный буфер ((NH4)2SO4 - 170 мМ, BSA - 2 мг/мл,(× 10) reaction buffer ((NH 4 ) 2 SO 4 - 170 mm, BSA - 2 mg / ml,
DTT - 10 мМ, Трис - 670 мМ, рН 8,8) - 2,5 мклDTT - 10 mM, Tris - 670 mM, pH 8.8) - 2.5 μl
MgCl2 0,25 M - 0,2 мклMgCl 2 0.25 M - 0.2 μl
фермент Taq-полимераза (5 ед/мкл) - 0,2 мклTaq polymerase enzyme (5 u / μl) - 0.2 μl
вода деиоинизированная - 7,1 мклdeionized water - 7.1 μl
исследуемая проба ДНК - 10 мкл.test DNA sample - 10 μl.
Сверху наслаивают по 30 мкл минерального масла30 μl of mineral oil are layered on top
Условия проведения реакции для амплификатора «Терцик» (Москва): этап предварительной денатурации ДНК при 95°С - 5 мин, затем в течение 42 циклов - денатурация ДНК при 95°С - 10 сек; отжиг праймеров при 55°С - 10 сек; элонгация цепи при 72°С - 10 сек, с финальной полимеризацией в течение 1 мин.Reaction conditions for the Tercik amplifier (Moscow): stage of preliminary denaturation of DNA at 95 ° C for 5 minutes, then for 42 cycles - denaturation of DNA at 95 ° C for 10 sec; primer annealing at 55 ° С - 10 sec; chain elongation at 72 ° C for 10 sec, with final polymerization for 1 min.
После этого продукты реакции разделяют путем электрофореза в 3% агарозном геле, сравнивая его подвижность с подвижностью полос маркеров молекулярного веса. При использовании разработанных олигонуклеотидных праймеров в реакции амплификации с ДНК возбудителей кокцидиоидомикоза синтезируемые ампликоны по электрофоретической подвижности соответствуют расчетным данным (фиг.1.)After this, the reaction products are separated by electrophoresis in a 3% agarose gel, comparing its mobility with the mobility of the molecular weight marker bands. When using the developed oligonucleotide primers in the amplification reaction with DNA of coccidioidomycosis pathogens, the synthesized amplicons according to electrophoretic mobility correspond to the calculated data (Fig. 1.)
Пример 3. Определение чувствительности и специфичности реакции амплификации с помощью разработанных олигонуклеотидных праймеров для идентификации ДНК возбудителя кокцидиоидомикоза C.posadasii.Example 3. Determination of the sensitivity and specificity of the amplification reaction using the developed oligonucleotide primers to identify the DNA of the causative agent of coccidioidomycosis C.posadasii.
Чувствительность реакции амплификации с разработанными специфичными праймерами оценивалась при исследовании проб ДНК, выделенных из десятикратных разведении артроспор чистых культур возбудителей кокцидиоидомикоза.The sensitivity of the amplification reaction with the developed specific primers was evaluated by studying DNA samples isolated from ten-fold dilution of arthrospores of pure cultures of coccidioidomycosis pathogens.
Обеззараживание исследуемых проб производят добавлением раствора мертиолята натрия до конечной концентрации 0,1% и прогреванием в течение 40 мин при температуре 56°С. Выделение ДНК из чистых культур микромицетов осуществляют с помощью метода гуанидинтиоцианат-фенольной экстракции с переосаждением ДНК изопропанолом (Sandhu G.S. et al., 1995). Постановку реакции ПЦР осуществляют, как описано в примере 2. При тестировании коллекции грибных культур C.posadasii и C.immitis Волгоградского научно-исследовательского противочумного института с использованием разработанных олигонуклеотидных праймеров продукт амплификации синтезировался только с ДНК штаммов C.posadasii с чувствительностью 1×102-1×103 артроспор/мл. С другими видами близкородственных грибов, в том числе C.immitis, и гетерологичных микроорганизмов в реакции ПЦР с разработанными праймерами в 100% случаев получен отрицательный результат.The disinfection of the test samples is carried out by adding a solution of sodium merthiolate to a final concentration of 0.1% and heating for 40 minutes at a temperature of 56 ° C. DNA is isolated from pure micromycete cultures using the guanidinothiocyanate-phenolic extraction method with DNA reprecipitation with isopropanol (Sandhu GS et al., 1995). The PCR reaction is carried out as described in Example 2. When testing the collection of fungal cultures of C.posadasii and C.immitis of the Volgograd Research Anti-Plague Institute using the developed oligonucleotide primers, the amplification product was synthesized only with DNA of C.posadasii strains with a sensitivity of 1 × 10 2 -1 × 10 3 arthrospores / ml. With other species of closely related fungi, including C.immitis, and heterologous microorganisms in the PCR reaction with the developed primers, a negative result was obtained in 100% of cases.
В качестве примера на фиг.2 показана электрофореграмма результатов реакции амплификации при определении чувствительности ПЦР с помощью сконструированных праймеров с ДНК типового штамма C.posadasii 36 Silveira, а на фиг.3 - электрофореграмма результатов реакции амплификации при определении специфичности сконструированных праймеров.As an example, figure 2 shows the electrophoregram of the results of the amplification reaction when determining the sensitivity of PCR using designed primers with DNA of a typical strain of C.posadasii 36 Silveira, and figure 3 is an electrophoregram of the results of the amplification reaction when determining the specificity of the designed primers.
Таким образом, разработанные праймеры могут быть использованы для идентификации C.posadasii, позволяют дифференцировать его от филогенетически близкородственного микромицета С.immitis и детектировать в короткий срок с высокой чувствительностью и специфичностью ДНК этого возбудителя кокцидиоидомикоза в биологическом материале и объектах окружающей среды.Thus, the developed primers can be used to identify C.posadasii, make it possible to differentiate it from phylogenetically closely related micromycete C.immitis and to detect in a short time with high sensitivity and specificity the DNA of this causative agent of coccidioidomycosis in biological material and environmental objects.
Claims (1)
5'-CACTTCTTAAGTCTTATTTCC-3'-CpSOW82s
5'-GGCATTGATCGTCACCTCCAT-3'-CpSOW82as,
комплементарные фрагменту гена гликопротеина внешней стенки сферул SOWgp82 (spherule outer wall glycoprotein) С.posadasii. Oligonucleotide primers for the identification of Coccidioides posadasii by polymerase chain reaction, with direct and reverse primer activity in the amplification reaction, having the following structure:
5'-CACTTCTTAAGTCTTATTTCC-3'-CpSOW82s
5'-GGCATTGATCGTCACCTCCAT-3'-CpSOW82as,
complementary to the fragment of the glycoprotein gene of the outer wall of the spherules SOWgp82 (spherule outer wall glycoprotein) C.posadasii.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007121817/13A RU2346045C1 (en) | 2007-06-09 | 2007-06-09 | OLIGONUCLEOTIDE PRIMERS FOR IDENTIFYING Coccidioides posadasii |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007121817/13A RU2346045C1 (en) | 2007-06-09 | 2007-06-09 | OLIGONUCLEOTIDE PRIMERS FOR IDENTIFYING Coccidioides posadasii |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2346045C1 true RU2346045C1 (en) | 2009-02-10 |
Family
ID=40546716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007121817/13A RU2346045C1 (en) | 2007-06-09 | 2007-06-09 | OLIGONUCLEOTIDE PRIMERS FOR IDENTIFYING Coccidioides posadasii |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2346045C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2539108C1 (en) * | 2013-07-26 | 2015-01-10 | Федеральное казенное учреждение здравоохранения Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | FLUORESCENTLY-LABELLED OLIGINUCLEOTIDE PROBE PR-SOW FOR IDENTIFICATION OF COCCIDIOIDOMYCOSIS CAUSATIVE AGENT Coccidioides posadasii |
| RU2631935C1 (en) * | 2016-08-04 | 2017-09-28 | Федеральное казенное учреждение здравоохранения Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | Set of oligonucleotide primers for identification of medically important micromycetes via dna sequencing method |
-
2007
- 2007-06-09 RU RU2007121817/13A patent/RU2346045C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| BIALLEK R. et al. PCR assays for identification of Coccidioides posadasii based on the nucleotide sequence of the antigen 2/proline-rich antigen. J. Clin Microbiol. 2004 Feb; 42(2): 778-83. UMEYAMA Т. et al. Novel approach to designing primers for identification and distinction of the human pathogenic fungi Coccidioides immitis and Coccidioides posadasii by PCR amplification. J. Clin Microbiol. 2006 May; 44(5): 1859-62. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2539108C1 (en) * | 2013-07-26 | 2015-01-10 | Федеральное казенное учреждение здравоохранения Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | FLUORESCENTLY-LABELLED OLIGINUCLEOTIDE PROBE PR-SOW FOR IDENTIFICATION OF COCCIDIOIDOMYCOSIS CAUSATIVE AGENT Coccidioides posadasii |
| RU2631935C1 (en) * | 2016-08-04 | 2017-09-28 | Федеральное казенное учреждение здравоохранения Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | Set of oligonucleotide primers for identification of medically important micromycetes via dna sequencing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Buszewski et al. | Identification of microorganisms by modern analytical techniques | |
| Vrålstad et al. | A quantitative TaqMan® MGB real-time polymerase chain reaction based assay for detection of the causative agent of crayfish plague Aphanomyces astaci | |
| Kanbe | Molecular approaches in the diagnosis of dermatophytosis | |
| US9523131B2 (en) | PCR diagnostics of dermatophytes and other pathogenic fungi | |
| Jiang et al. | Rapid detection of Candida albicans by polymerase spiral reaction assay in clinical blood samples | |
| Weiss et al. | An extended multilocus sequence typing (MLST) scheme for rapid direct typing of Leptospira from clinical samples | |
| Vuran et al. | Identification of Malassezia species from pityriasis versicolor lesions with a new multiplex PCR method | |
| Ilahi et al. | Real-time PCR identification of six Malassezia species | |
| RU2625006C1 (en) | Method for target amplification of human reproductive organs infectors genomes for simultaneous identification of infectors with primer set | |
| Huang et al. | Development and evaluation of a loop‐mediated isothermal amplification assay for rapid detection of chicken anaemia virus | |
| KR20090100950A (en) | Detection of Brucella genus strains using real-time PCR | |
| RU2346045C1 (en) | OLIGONUCLEOTIDE PRIMERS FOR IDENTIFYING Coccidioides posadasii | |
| US5910409A (en) | Methods and reagents for detecting fungal pathogens in a biological sample | |
| EP2529034B1 (en) | Methods for the detection of fungus | |
| JP3194943B2 (en) | Nucleic acid probe and method for detecting Cryptococcus neoformans | |
| RU2621864C1 (en) | Method for brucellosis pathogen species identification by pcr method with hybridization-fluorescent results accounting in real time | |
| CN111757945A (en) | Method for identifying dermatophytes | |
| KR20110060156A (en) | Nucleic Acid Extraction Composition, Nucleic Acid Extraction Method and Nucleic Acid Amplification Method Using The Same | |
| Motamedi et al. | Evaluation of different DNA extraction methods based on steel‐bullet beating for molecular diagnosis of onychomycosis | |
| CN103667425A (en) | Method and kit for detecting tubercle bacillus | |
| JP7023465B2 (en) | Quantitative method of the number of bacteria in the sample | |
| KR101765677B1 (en) | Primer set for detection of mycobacterium tuberculosis and non-Tuberculosis mycobacteria and use thereof | |
| WO2019163672A1 (en) | Primer set for detecting trichophyton gene by lamp method, kit including same, and method for detecting trichophyton using same | |
| RU2464318C1 (en) | Oligonucleotide primers for identification of histoplasmosis agent histoplasma capsulatum | |
| TW201408779A (en) | Method and kit for detecting a mycobacterium tuberculosis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090610 |