JP2015039320A - Simultaneous detection method of multiple bacteria and/or simultaneous quantitative method of multiple bacteria - Google Patents

Simultaneous detection method of multiple bacteria and/or simultaneous quantitative method of multiple bacteria Download PDF

Info

Publication number
JP2015039320A
JP2015039320A JP2013171330A JP2013171330A JP2015039320A JP 2015039320 A JP2015039320 A JP 2015039320A JP 2013171330 A JP2013171330 A JP 2013171330A JP 2013171330 A JP2013171330 A JP 2013171330A JP 2015039320 A JP2015039320 A JP 2015039320A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seq
nucleotide sequence
primer
primer consisting
pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013171330A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
石井 聡
Satoshi Ishii
聡 石井
聡 岡部
Satoshi Okabe
岡部  聡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Eco Tech Corp
Original Assignee
Nippon Steel and Sumikin Eco Tech Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel and Sumikin Eco Tech Corp filed Critical Nippon Steel and Sumikin Eco Tech Corp
Priority to JP2013171330A priority Critical patent/JP2015039320A/en
Publication of JP2015039320A publication Critical patent/JP2015039320A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of detecting and quantitating multiple bacteria simultaneously all at once.SOLUTION: The invention relates to a simultaneous detection method of at least five kinds of bacteria and/or a simultaneous quantitative method of at least five kinds of bacteria, wherein bacterium genes are detected and/or quantitated by mixing primers and probes respectively specific to the at least five kinds of bacterium genes which can be amplified by PCR (polymerase chain reaction) under same reaction condition, with DNAs extracted from a sample to perform PCR under the reaction condition. The invention also relates to a kit for simultaneously detecting and/or quantitating at least five kinds of bacteria, the kit containing a primer consisting of any nucleotide sequence among sequences of sequence numbers of 1-36.

Description

本発明は、複数細菌の同時検出及び/又は定量方法に関する。   The present invention relates to a method for simultaneous detection and / or quantification of a plurality of bacteria.

迅速に病原体を検出・定量することは、適切な治療、感染症の拡大防止、および感染リスクの評価において極めて重要である。しかしながら、複数種の病原体が存在するため、従来法による検出・定量技術では、それらを同時一斉に検出することは困難であった。
定量的PCR法は、PCR反応生成物の量をモニタリングすることでターゲット遺伝子の存在量を定量する手法であり、Sybr Green法とTaqManプローブ法に大別される。TaqManプローブを用いた定量的PCR法は、検出感度および特異性が高いため、微量に存在する遺伝子を定量する場合に適している。病原因子遺伝子配列に対して特異的なPCRプライマーおよびTaqManプローブを用いることで、対象となる病原体を個別に定量検出する方法は多く報告されている(例えば、Malorny et al. 2004(非特許文献1))。2〜4種類の病原体であれば、異なる波長を持つ蛍光色素を用いたマルチプレックス定量的PCR法によって同時定量することも可能(LaGier et al. 2004(非特許文献2))だが、それ以上の種類の病原体を同時に定量検出する方法は未だ存在しない。
Prompt detection and quantification of pathogens is critical for proper treatment, prevention of infection spread, and assessment of infection risk. However, since there are multiple types of pathogens, it has been difficult to detect them simultaneously by the conventional detection / quantification technique.
The quantitative PCR method is a method for quantifying the abundance of a target gene by monitoring the amount of a PCR reaction product, and is roughly divided into a Sybr Green method and a TaqMan probe method. The quantitative PCR method using a TaqMan probe is suitable for quantifying a gene present in a trace amount because of its high detection sensitivity and specificity. Many methods have been reported for quantitatively detecting individual pathogens by using PCR primers and TaqMan probes specific for the virulence factor gene sequences (for example, Malorny et al. 2004 (Non-patent Document 1). )). Two to four pathogens can be simultaneously quantified by multiplex quantitative PCR using fluorescent dyes with different wavelengths (LaGier et al. 2004 (Non-patent Document 2)), but more There is still no method for quantitative detection of various pathogens simultaneously.

一方で、複数病原体を検出・定量しようという試みとして16S rRNA遺伝子を大量に解析するアプローチが注目を集めている。マイクロアレイ技術に基づくPhyloChipやパイロシーケンス法に基づく方法(Ye and Zhang 2011(非特許文献3))などが知られている。しかしながら、16S rRNA遺伝子を対象とした解析では、病原性大腸菌のように16S rRNA遺伝子では非病原性大腸菌と区別できないものを検出することはできない。   On the other hand, as an attempt to detect and quantify multiple pathogens, an approach that analyzes a large amount of 16S rRNA gene is attracting attention. A PhyloChip based on microarray technology, a method based on a pyrosequencing method (Ye and Zhang 2011 (non-patent document 3)), and the like are known. However, in the analysis for 16S rRNA gene, it is impossible to detect a 16S rRNA gene that cannot be distinguished from non-pathogenic E. coli, such as pathogenic E. coli.

また近年は、半導体に用いられていた集積回路の設計技術をバイオ分野に応用しようという試みが盛んである。そのひとつに、化学・生化学実験を一枚のチップ上で行える微細化実験室ともいえる技術があり、それらは総称して実験室チップ(Lab-on-a-chip; LOC)と呼ばれている。2011年にLOCを用いた複数種病原体検出キットVereFoodborneがVeredus Laboratorie社(本社シンガポール)から発表されたが、このキットには定量性がないため、リスク評価・管理へ応用するには難がある。また、Biotrove OpenArrayシステム(Applied Biosystems社、米国カリフォルニア州)を用いたSybr Green法による定量的PCRによって複数種病原体を検出・定量する手法が報告されている(Stedtfeld et al. 2008(非特許文献4))が、検出感度が十分ではないため普及するには至っていない。   In recent years, there have been many attempts to apply integrated circuit design techniques used in semiconductors to the biotechnology field. One of these technologies is a miniaturization laboratory that allows chemical and biochemical experiments to be performed on a single chip. These are collectively referred to as Lab-on-a-chip (LOC). Yes. In 2011, VereFoodborne, a multi-species pathogen detection kit using LOC, was announced by Veredus Laboratorie (Singapore). However, this kit is difficult to apply to risk assessment and management because it is not quantitative. In addition, a technique for detecting and quantifying multiple pathogens by quantitative PCR using the Sybr Green method using a Biotrove OpenArray system (Applied Biosystems, California, USA) has been reported (Stedtfeld et al. 2008 (Non-patent Document 4). )), However, has not yet become widespread due to insufficient detection sensitivity.

2007年にはLOC上でTaqManプローブ法による定量的PCRを行う装置BioMarkがFluidigm社(本社米国カリフォルニア州)から販売された。これまでのところヒト細胞における遺伝子発現解析や遺伝子の変異検出など、主にマイクロアレイ解析の代替品として使われてきた(Spurgeon et al. 2008(非特許文献5))が、BioMark装置を用いて複数種の病原体微生物の定量検出に応用した事例はない。   In 2007, Bioig, a company that performed quantitative PCR using the TaqMan probe method on LOC, was sold by Fluidigm (headquartered in California, USA). So far, it has been mainly used as an alternative to microarray analysis, such as gene expression analysis in human cells and gene mutation detection (Spurgeon et al. 2008 (Non-Patent Document 5)). There are no examples of application to quantitative detection of species pathogenic microorganisms.

Malorny B, Paccassoni E, Fach P, Bunge C, Martin A, Helmuth R. 2004. Diagnostic real-time PCR for detection of Salmonella in food. Appl. Environ. Microbiol. 70: 7046-7052.Malorny B, Paccassoni E, Fach P, Bunge C, Martin A, Helmuth R. 2004. Diagnostic real-time PCR for detection of Salmonella in food.Appl.Environ.Microbiol. 70: 7046-7052. LaGier MJ, Joseph LA, Passaretti TV, Musser KA, and Cirino NM. 2004. A real-time multiplexed PCR assay for rapid detection and differentiation of Campylobacter jejuni and Campylobacter coli. Mol. Cell. Probes 18:275-282.LaGier MJ, Joseph LA, Passaretti TV, Musser KA, and Cirino NM. 2004.A real-time multiplexed PCR assay for rapid detection and differentiation of Campylobacter jejuni and Campylobacter coli. Mol. Cell.Probes 18: 275-282. Ye L, Zhang T. 2011. Pathogenic bacteria in sewage treatment plants as revealed by 454 pyrosequencing. Environ Sci. Technol. 45:7173-7179.Ye L, Zhang T. 2011. Pathogenic bacteria in sewage treatment plants as revealed by 454 pyrosequencing. Environ Sci. Technol. 45: 7173-7179. Stedtfeld RD, Baushke SW, Tourlousse DM, Miller SM, Stedtfeld TM, Gulari E, Tiedje JM, Hashsham SA. 2008. Development and experimental validation of a predictive threshold cycle equation for quantification of virulence and marker genes by high-throughput nanoliter-volume PCR on the OpenArray platform. Appl. Environ. Microbiol. 74:3831-3838.Stedtfeld RD, Baushke SW, Tourlousse DM, Miller SM, Stedtfeld TM, Gulari E, Tiedje JM, Hashsham SA. 2008. Development and experimental validation of a predictive threshold cycle equation for quantification of virulence and marker genes by high-throughput nanoliter-volume PCR on the OpenArray platform. Appl. Environ. Microbiol. 74: 3831-3838. Spurgeon SL, Jones RC, Ramakrishnan R. 2008. High throughput gene expression measurement with real time PCR in a microfluidic dynamic array. PLOS One 3:e1662.Spurgeon SL, Jones RC, Ramakrishnan R. 2008. High throughput gene expression measurement with real time PCR in a microfluidic dynamic array.PLOS One 3: e1662.

本発明は、複数の細菌を同時一斉に検出・定量する手法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a technique for simultaneously detecting and quantifying a plurality of bacteria.

本発明者らは、同一条件で反応可能な、18 個の遺伝子を対象としたTaqMan probe 法によるqPCR アッセイを設計した。このほか、すでに確立されている2 つのTaqMan qPCR アッセイを合わせて、合計で20 個のアッセイを本研究で用いた。これにより、食中毒および水系感染症の代表的な病原細菌9 種(病原性大腸菌、サルモネラ、カンピロバクター、リステリア、レジオネラ、ウェルシュ菌、赤痢菌、腸炎ビブリオ菌、コレラ菌)、一般大腸菌1 種、プロセスコントロールNH8B 株を対象とするTaqMan qPCR アッセイを構築することができた。   The present inventors designed a qPCR assay by the TaqMan probe method targeting 18 genes that can be reacted under the same conditions. In addition, a total of 20 assays were used in this study, combining two previously established TaqMan qPCR assays. As a result, 9 types of pathogenic bacteria typical of food poisoning and aquatic infections (pathogenic Escherichia coli, Salmonella, Campylobacter, Listeria, Legionella, Clostridium perfringens, Shigella, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio cholerae), 1 general Escherichia coli, process control A TaqMan qPCR assay for the NH8B strain could be constructed.

定量のため、ターゲット遺伝子を組み込んだプラスミドを直鎖状にし、PicoGreen 比色法で濃度測定後に段階希釈したものを検量線として用いた。従来法によるqPCR (以下、C-qPCR)はABI Prism 7000 Sequence Detection System(Applied Biosystems)を用いて、マイクロ流体工学装置によるqPCR (以下、MF-qPCR;図1)はBioMark (Fluidigm)を用いて行った。   For quantification, a plasmid into which the target gene had been incorporated was linearized, and a serial dilution after concentration measurement by the PicoGreen colorimetric method was used as a calibration curve. Conventional qPCR (hereinafter C-qPCR) uses ABI Prism 7000 Sequence Detection System (Applied Biosystems), and microfluidic device qPCR (hereinafter MF-qPCR; Fig. 1) uses BioMark (Fluidigm). went.

MF-qPCR の前に、DNA の前増幅(Specific Target Amplification; 以下、STA)反応を行った。これは、上記20 個のアッセイに用いるプライマーペアを混合して行う14 サイクルのマルチプレックスPCR である。STA 反応がqPCR の定量性能に影響を与えるかどうか慎重に検討した。また、11 種35 株の微生物純粋培養株から抽出したゲノムDNA を用いてC-qPCR およびMF-qPCR を行い、アッセイの特異性を検証した。   Prior to MF-qPCR, DNA pre-amplification (Specific Target Amplification; STA) reaction was performed. This is a 14-cycle multiplex PCR performed by mixing the primer pairs used in the above 20 assays. We carefully examined whether the STA reaction affects the quantitative performance of qPCR. In addition, we performed C-qPCR and MF-qPCR using genomic DNA extracted from 35 strains of 11 types of microorganisms, and verified the specificity of the assay.

ヒト糞便に、病原体9 株とプロセスコントロール株を単独または混合して接種しDNA を抽出した。また、湖沼水に大腸菌O157:H7 およびプロセスコントロール株を各濃度101〜107 cells/L となるように接種し、加圧濾過を行なった。濾過後の膜から菌懸濁液を回収しDNA を抽出した。糞便および環境水から得られたDNA に対してC-qPCR およびMF-qPCR を行った。 Human feces were inoculated with 9 pathogens and process control strains alone or mixed to extract DNA. In addition, E. coli O157: H7 and a process control strain were inoculated into the lake water so that each concentration would be 10 1 to 10 7 cells / L, followed by pressure filtration. The bacterial suspension was recovered from the membrane after filtration, and DNA was extracted. C-qPCR and MF-qPCR were performed on DNA obtained from feces and environmental water.

本研究において、特異的かつ高感度なTaqMan qPCR アッセイを20 個開発することができた。アッセイは高い増幅効率(90〜110%)と広い増幅レンジ(2〜2×106 copies/μL)を持っていた(図2)。STA 反応を行った検量線ほうが小さいCq 値(図2のy 軸)をとったことから、検出感度が高まっていることがわかった。また、検量線の傾きはSTA 反応の有無によらず同様であったことから、増幅効率に大きな差はないと判断した。さらに、STA 反応の有無によらず増幅レンジに大きな差がなかった。以上のことから、STA 反応はqPCR の定量性能に影響を与えないと判断した。 In this study, we were able to develop 20 specific and sensitive TaqMan qPCR assays. The assay had high amplification efficiency (90-110%) and a wide amplification range (2-2 × 10 6 copies / μL) (FIG. 2). Since the calibration curve for the STA reaction took a small Cq value (y-axis in Fig. 2), it was found that the detection sensitivity increased. The slope of the calibration curve was the same regardless of the presence or absence of the STA reaction, so it was judged that there was no significant difference in amplification efficiency. Furthermore, there was no significant difference in the amplification range regardless of the presence or absence of STA reaction. Based on the above, it was determined that the STA reaction did not affect qPCR quantitative performance.

純粋株を用いた特異性検証の結果、Listeria monocytogenes serovar 4c JCM7679 からはターゲット遺伝子(iap、hlyA)が増幅されなかったが、それ以外の株からはそれぞれのターゲット遺伝子が検出された(図3)。したがって、本研究で開発したTaqMan qPCR アッセイは特異的であると判断した。   As a result of specificity verification using a pure strain, target genes (iap, hlyA) were not amplified from Listeria monocytogenes serovar 4c JCM7679, but each target gene was detected from other strains (Fig. 3). . Therefore, the TaqMan qPCR assay developed in this study was judged to be specific.

糞便や環境水試料に病原体を接種した場合、接種菌株のみを特異的に検出することができた(図4、図5)。夾雑細菌が多数存在する糞便のようなサンプルからも特定の病原体を特異的に検出によることができた。その際の検出感度はそれぞれ500〜5×104 cells/g 糞便および100 cells/L 水であった。菌体を段階希釈して接種した場合は、菌体量に応じて定量値が減少していった(図6)。したがって、MF-qPCR による定量は環境試料に対しても適応可能と考えられる。本発明は、これらの知見により、完成されたものである。 When pathogens were inoculated into feces and environmental water samples, only the inoculated strain could be detected specifically (FIGS. 4 and 5). Specific pathogens could also be detected specifically from samples such as feces, which contain a large number of contaminating bacteria. The detection sensitivity at that time was 500 to 5 × 10 4 cells / g stool and 100 cells / L water, respectively. When the bacterial cells were inoculated in serial dilution, the quantitative value decreased according to the amount of the bacterial cells (FIG. 6). Therefore, quantification by MF-qPCR may be applicable to environmental samples. The present invention has been completed based on these findings.

本発明の要旨は、以下の通りである。
1.同一の反応条件のPCRで増幅可能な少なくとも5種の細菌遺伝子のそれぞれに特異的なプライマーとプローブを試料から抽出したDNAと混合して、前記反応条件でPCRを行い、細菌遺伝子を検出及び/又は定量することを特徴とする、少なくとも5種の細菌を同時検出及び/又は定量する方法。
2.配列番号1〜34のいずれかのヌクレオチド配列からなるプライマーを用いてPCRを行い、非病原性大腸菌、病原性大腸菌、サルモネラ、カンピロバクター、リステリア、レジオネラ、ウェルシュ菌、赤痢菌、腸炎ビブリオ菌及びコレラ菌からなる群より選択される少なくとも5種の細菌を同時検出及び/又は定量する1記載の方法。
3.下記(1)〜(17)のプライマーペアからなる群より選択される少なくとも1つのプライマーペアを用いてPCRを行う2記載の方法。
(1) 配列番号1のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号2のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:ftsZ)
(2) 配列番号3のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号4のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:uidA)
(3)配列番号5のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号6のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:eaeA)
(4)配列番号7のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号8のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:stx1
(5)配列番号9のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号10のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:stx2
(6)配列番号11のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号12のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:ipaH 7.8)
(7)配列番号13のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号14のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:ipaH all)
(8)配列番号15のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号16のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:virA)
(9)配列番号17のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号18のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:invA)
(10)配列番号19のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号206のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:ttrC)
(11)配列番号21のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号22のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:cadF)
(12)配列番号23のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号24のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:ciaB)
(13)配列番号25のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号26のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:cpe)
(14)配列番号27のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号28のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:plc)
(15)配列番号29のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号30のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:mip)
(16)配列番号31のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号32のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:iap)
(17)配列番号33のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号34のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:hlyA)
4.目的試料に濃度既知の内部標準となる細菌を添加して、DNA抽出とPCRを行い、内部標準細菌の検出と定量を行うことで、添加した内部標準細菌の回収率を判断する1〜3のいずれかに記載の方法。
5.内部標準細菌として、Pseudogulbenkiania sp. NH8B株を用い、NH8B_3641を標的とするPCRを行う4記載の方法。
6.配列番号35のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号36のヌクレオチド配列からなるプライマーのペアを用いて、NH8B_3641を標的とするPCRを行う5記載の方法。
7.同一条件で増幅可能な細菌遺伝子を標的とするPCRを行う前に、前記PCRに用いる全種類のプライマーペアを混合してマルチプレックスPCRを行うことにより、DNAの前増幅を行う1〜6のいずれかに記載の方法。
8.標的遺伝子を組み込んだプラスミドを直鎖状にし、濃度を測定した後に段階希釈したもので検量線を予め作成しておき、この検量線を用いて、目的試料中の細菌の量又は濃度を求める1〜7のいずれかに記載の方法。
9.配列番号1〜36のいずれかのヌクレオチド配列からなるプライマーを含む、少なくとも5種の細菌を同時検出及び/又は定量するためのキット。
The gist of the present invention is as follows.
1. Primers and probes specific for each of at least five bacterial genes that can be amplified by PCR under the same reaction conditions are mixed with DNA extracted from the sample, and PCR is performed under the reaction conditions to detect and / or detect bacterial genes. Alternatively, a method for simultaneous detection and / or quantification of at least five kinds of bacteria, characterized in that quantification is performed.
2. PCR is performed using a primer comprising any one of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 to 34, and non-pathogenic E. coli, pathogenic E. coli, Salmonella, Campylobacter, Listeria, Legionella, Welsh bacteria, Shigella, Vibrio parahaemolyticus, and Vibrio cholerae 2. The method according to 1, wherein at least 5 kinds of bacteria selected from the group consisting of are simultaneously detected and / or quantified.
3. 3. The method according to 2, wherein PCR is performed using at least one primer pair selected from the group consisting of the following primer pairs (1) to (17).
(1) A primer pair consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 (target gene: ftsZ)
(2) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 (target gene: uidA)
(3) Pair of primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 and primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 (target gene: eaeA)
(4) A primer pair comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7 and a primer comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8 (target gene: stx 1 )
(5) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10 (target gene: stx 2 )
(6) Pair of primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11 and primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12 (target gene: ipaH 7.8)
(7) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 13 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 14 (target gene: ipaH all)
(8) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 15 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16 (target gene: virA)
(9) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 17 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 18 (target gene: invA)
(10) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 19 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 206 (target gene: ttrC)
(11) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 21 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 22 (target gene: cadF)
(12) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 23 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 24 (target gene: ciaB)
(13) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 25 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 26 (target gene: cpe)
(14) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 27 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 28 (target gene: plc)
(15) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 29 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 30 (target gene: mip)
(16) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 31 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 32 (target gene: iap)
(17) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 33 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 34 (target gene: hlyA)
4). Determine the recovery rate of the added internal standard bacteria by adding bacteria as the internal standard of known concentration to the target sample, performing DNA extraction and PCR, and detecting and quantifying the internal standard bacteria The method according to any one.
5. 5. The method according to 4, wherein Pseudogulbenkiania sp. NH8B strain is used as an internal standard bacterium, and PCR is performed targeting NH8B_3641.
6). 6. The method according to 5, wherein PCR is performed using NH8B_3641 as a target, using a primer pair consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 35 and a primer sequence consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 36.
7). Before performing PCR targeting bacterial genes that can be amplified under the same conditions, DNA amplification is performed by mixing all kinds of primer pairs used in the PCR and performing multiplex PCR. The method of crab.
8). A standard curve is prepared in advance by linearizing a plasmid into which a target gene has been incorporated, measuring the concentration, and then serially diluting it, and using this calibration curve, the amount or concentration of bacteria in the target sample is obtained 1 The method in any one of -7.
9. A kit for simultaneous detection and / or quantification of at least 5 types of bacteria, comprising a primer comprising any one of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 to 36.

本発明により、複数細菌を同時一斉に検出及び/又は定量できるようになった。本発明の方法は、病原体特定のための迅速な診断ツールとして、および正確なリスク評価手法として応用可能であると期待される。また、糞便指標菌(大腸菌)の定量に用いることにより、飲料水や食品等の安全性評価手法として利用可能であると考えられる。   According to the present invention, a plurality of bacteria can be simultaneously detected and / or quantified. The method of the present invention is expected to be applicable as a rapid diagnostic tool for pathogen identification and as an accurate risk assessment technique. Moreover, it is thought that it can be used as a safety evaluation method for drinking water, foods, etc. by using it for quantification of fecal indicator bacteria (E. coli).

マイクロ流体工学装置による定量的PCR(MF-qPCR)法の原理。実際のMF-qPCR では、1 回のランで最大96 サンプル、96 ターゲットのqPCR(合計で9,216 反応/run)を行うことができる。Principle of quantitative PCR (MF-qPCR) method using microfluidic equipment. In actual MF-qPCR, up to 96 samples and 96 targets of qPCR (9,216 reactions / run in total) can be performed in one run. 20 種類のTaqMan qPCR アッセイによる検量線。STA 反応後に作成した検量線(●)とSTA 反応なしで作成した検量線(○)をそれぞれのアッセイについて図示した.また、検量線の数式とr2 値を示した。Calibration curves from 20 TaqMan qPCR assays. The calibration curve (●) prepared after STA reaction and the calibration curve (◯) prepared without STA reaction are shown for each assay. In addition, the equation of the calibration curve and the r 2 value are shown. 20 種類のTaqMan qPCR アッセイの特異性検証。病原体の純粋株からDNA を抽出し、TaqMan qPCR に供した。C-qPCR およびMF-qPCR では同じ結果が得られた。Specificity verification of 20 TaqMan qPCR assays. DNA was extracted from a pure strain of the pathogen and subjected to TaqMan qPCR. The same results were obtained with C-qPCR and MF-qPCR. 糞便試料への適用。ヒト糞便に濃度既知の病原体を接種し、DNA 抽出後にMF-qPCR に供した。MF-qPCR による定量値はグレースケールで示した(色が明るいほうが定量値は大きい)。サンプル名のMix E6〜Mix E2 とは、10 種類の病原体(腸管出血性大腸菌(EHEC)O157、サルモネラ、カンピロバクター、ウェルシュ菌、レジオネラ、リステリア、コレラ菌、腸炎ビブリオ菌、およびプロセスコントロールNH8B 株)をすべて混合し、濃度106〜102 に希釈して接種したものである。Application to stool samples. Human feces were inoculated with pathogens of known concentration and subjected to MF-qPCR after DNA extraction. Quantitative values by MF-qPCR are shown in gray scale (the lighter the color, the larger the quantitative value). Sample names Mix E6 to Mix E2 represent 10 pathogens (enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) O157, Salmonella, Campylobacter, Clostridium perfringens, Legionella, Listeria, Vibrio cholerae, Vibrio parahaemolyticus, and process control NH8B). All were mixed and inoculated at a concentration of 10 6 to 10 2 . 環境水試料への適用。湖沼水に腸管出血性大腸菌(EHEC)O157 とプロセスコントロールNH8B株を混合し,濃度107〜101 に希釈して接種した。MF-qPCR による定量値はグレースケールで示した(色が明るいほうが定量値は大きい)。Application to environmental water samples. Intestinal hemorrhagic Escherichia coli (EHEC) O157 and process control NH8B strain were mixed in lake water and inoculated at a concentration of 10 7 to 10 1 . Quantitative values by MF-qPCR are shown in gray scale (the lighter the color, the larger the quantitative value). 接種菌体量とMFq-PCR による定量値の関係。環境水試料に接種した病原体濃度をx 軸に、MF-qPCR による定量値をy 軸にとり、回帰直線をひいた。4 つの回帰直線は、eaeA(◇)、stx1(□)、stx2(△)、およびNH8B_3641(●)をターゲットとした定量結果に基づくものである。Relationship between the amount of inoculum and the quantitative value by MFq-PCR. A regression line was drawn with the concentration of pathogen inoculated in the environmental water sample on the x-axis and the quantitative value by MF-qPCR on the y-axis. The four regression lines are based on the quantitative results targeting eaeA (◇), stx1 (□), stx2 (△), and NH8B_3641 (●). qPCRプライマーを設計するために用いたヌクレオチド配列のアライメント。標的遺伝子の多様性をカバーするように配列を選択した。プライマーとプローブのアニーリングサイトを整列させたヌクレオチド配列上部に示す。Alignment of nucleotide sequences used to design qPCR primers. Sequences were selected to cover the target gene diversity. Primer and probe annealing sites are shown above the aligned nucleotide sequences. qPCRプライマーを設計するために用いたヌクレオチド配列のアライメント。Alignment of nucleotide sequences used to design qPCR primers. qPCRプライマーを設計するために用いたヌクレオチド配列のアライメント。Alignment of nucleotide sequences used to design qPCR primers. qPCRプライマーを設計するために用いたヌクレオチド配列のアライメント。Alignment of nucleotide sequences used to design qPCR primers. qPCRプライマーを設計するために用いたヌクレオチド配列のアライメント。Alignment of nucleotide sequences used to design qPCR primers. qPCRプライマーを設計するために用いたヌクレオチド配列のアライメント。Alignment of nucleotide sequences used to design qPCR primers.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明は、同一の反応条件のPCRで増幅可能な少なくとも5種の細菌遺伝子のそれぞれに特異的なプライマーとプローブを試料から抽出したDNAと混合して、前記反応条件でPCRを行い、細菌遺伝子を検出及び/又は定量することを特徴とする、少なくとも5種の細菌を同時検出及び/又は定量する方法を提供する。   In the present invention, a primer and probe specific for each of at least five bacterial genes that can be amplified by PCR under the same reaction conditions are mixed with DNA extracted from a sample, and PCR is performed under the reaction conditions. There is provided a method for simultaneous detection and / or quantification of at least five kinds of bacteria, characterized in that

PCRで標的とする遺伝子は、検出及び/又は定量の対象とする細菌に存在する遺伝子であって、同時に検出及び/又は定量する他の細菌の遺伝子を増幅するためのPCRの反応条件と同一の反応条件のPCRで増幅可能なものであればよい。標的遺伝子は、標的細菌に特異的に存在する遺伝子(例えば、サルモネラに特異的に存在するinvA)が望ましいが、普遍的に存在する遺伝子であっても標的細菌に特異的プライマーを設計できれば構わない。例えば、ftsZは大腸菌やサルモネラなどに共通して存在するが、配列多様性が高いため大腸菌に特異的なプライマーを設計できる。PCRの増幅産物の長さは、60〜150ヌクレオチド長であるとよく、プライマーの長さは、18〜27ヌクレオチド長であるとよく、プローブの長さは、8〜30ヌクレオチド長であるとよいが、これらに限定されるわけではない。PCRの反応条件としては、95℃で5〜30秒(DNA鎖の熱変性)、60℃で30〜60秒(プライマーのアニーリングおよびDNA伸張反応)を30〜40サイクルとするとよいが、これに限定されるわけではない。   Genes targeted by PCR are genes that are present in the bacteria to be detected and / or quantified, and are the same as the PCR reaction conditions for amplifying other bacterial genes to be detected and / or quantified simultaneously. Any material that can be amplified by PCR under reaction conditions may be used. The target gene is preferably a gene that exists specifically in the target bacterium (for example, invA that exists specifically in Salmonella), but even if it is a universally existing gene, it is sufficient if a specific primer can be designed for the target bacterium. . For example, ftsZ is commonly present in Escherichia coli and Salmonella, but due to its high sequence diversity, primers specific to Escherichia coli can be designed. The length of the PCR amplification product may be 60 to 150 nucleotides long, the primer length may be 18 to 27 nucleotides long, and the probe length may be 8 to 30 nucleotides long However, it is not limited to these. PCR reaction conditions are 5 to 30 seconds at 95 ° C (thermal denaturation of DNA strands) and 30 to 60 seconds at 60 ° C (primer annealing and DNA extension reaction), 30 to 40 cycles. It is not limited.

試料としては、糞便、環境水、水道水、飲料水、上水、下水などを例示することができるが、これらに限定されるわけではない。   Examples of the sample include feces, environmental water, tap water, drinking water, tap water, sewage, and the like, but are not limited thereto.

本発明の方法において、配列番号1〜34のいずれかのヌクレオチド配列からなるプライマーを用いてPCRを行い、非病原性大腸菌、病原性大腸菌、サルモネラ、カンピロバクター、リステリア、レジオネラ、ウェルシュ菌、赤痢菌、腸炎ビブリオ菌及びコレラ菌からなる群より選択される少なくとも5種の細菌を同時検出及び/又は定量することができる。例えば、下記(1)〜(17)のプライマーペアからなる群より選択される少なくとも1つのプライマーペアを用いてPCRを行うとよい。
(1) 配列番号1のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号2のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:ftsZ)
(2) 配列番号3のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号4のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:uidA)
(3)配列番号5のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号6のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:eaeA)
(4)配列番号7のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号8のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:stx1
(5)配列番号9のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号10のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:stx2
(6)配列番号11のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号12のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:ipaH 7.8)
(7)配列番号13のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号14のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:ipaH all)
(8)配列番号15のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号16のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:virA)
(9)配列番号17のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号18のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:invA)
(10)配列番号19のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号206のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:ttrC)
(11)配列番号21のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号22のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:cadF)
(12)配列番号23のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号24のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:ciaB)
(13)配列番号25のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号26のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:cpe)
(14)配列番号27のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号28のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:plc)
(15)配列番号29のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号30のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:mip)
(16)配列番号31のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号32のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:iap)
(17)配列番号33のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号34のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:hlyA)
本発明の方法において、目的試料に濃度既知の内部標準となる細菌を添加して、DNA抽出とPCRを行い、内部標準細菌の検出と定量を行うことで、添加した内部標準細菌の回収率を判断することができる。後述の実施例では、内部標準細菌として、Pseudogulbenkiania sp. NH8B株を用い、NH8B_3641を標的とするPCRを行った。PCRには、配列番号35のヌクレオチド配列からなるプライマー(IAC_23F)と配列番号36のヌクレオチド配列からなるプライマー(IAC_92R)のペアを用いた。図5および図6で示した実験では、環境水試料に既知濃度のPseudogulbenkiania sp. NH8B株と既知濃度の大腸菌O157:H7 Sakai株を同時に接種し、DNA抽出後に同時検出法で定量した。Pseudogulbenkiania sp. NH8B株はNH8B_3641を対象としたqPCR、大腸菌O157:H7 Sakai株はeaeA、stx1、stx2遺伝子を対象としたqPCRによって定量した。その結果、回収率はPseudogulbenkiania sp. NH8B株と大腸菌O157:H7 Sakai株でほぼ同じであった。このことより、大腸菌O157:H7を定量する際の内部標準(実施例では、プロセスコントロール)として、Pseudogulbenkiania sp. NH8B株は適していると言える。さらに、大腸菌O157:H7とその他の腸管病原細菌は細胞構造が似ている(すなわち、DNA抽出効率がほぼ同じと考えられる)ので、Pseudogulbenkiania sp. NH8B株は腸管病原細菌一般(サルモネラやカンピロバクターなど)の定量の際にも内部標準として使えると考えられる。NH8B_3641には、突然変異が入っており、類似の遺伝子と比較して極端に短い配列になっている。NH8B_3641と全く同じ配列の遺伝子は、Pseudogulbenkiania sp. NH8B株以外には存在しないと考えられ、実際にデータベースで配列の検索を行ったところ、他の細菌にはヒットしなかった。したがって、NH8B_3641を対象とすることで、接種したPseudogulbenkiania sp. NH8B株のみを特異的に検出・定量することができると考えられる。内部標準として望ましい条件は以下の通りである。
(1) 目的試料(環境水、食品など)に存在しない。
(2) 対象微生物(例えば、病原細菌、糞便指標菌(大腸菌)など)の検出・定量に影響しない。
(3) 病原性を有さない。
(4) 培養が簡単で、試料への接種も容易に行える。
In the method of the present invention, PCR is performed using a primer consisting of any one of the nucleotide sequences of SEQ ID NOS: 1 to 34, non-pathogenic E. coli, pathogenic E. coli, Salmonella, Campylobacter, Listeria, Legionella, Clostridium perfringens, Shigella, At least five kinds of bacteria selected from the group consisting of Vibrio parahaemolyticus and Vibrio cholerae can be simultaneously detected and / or quantified. For example, PCR may be performed using at least one primer pair selected from the group consisting of the following primer pairs (1) to (17).
(1) A primer pair consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 (target gene: ftsZ)
(2) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 (target gene: uidA)
(3) Pair of primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 and primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 (target gene: eaeA)
(4) A primer pair comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7 and a primer comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8 (target gene: stx 1 )
(5) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10 (target gene: stx 2 )
(6) Pair of primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11 and primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12 (target gene: ipaH 7.8)
(7) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 13 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 14 (target gene: ipaH all)
(8) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 15 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16 (target gene: virA)
(9) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 17 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 18 (target gene: invA)
(10) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 19 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 206 (target gene: ttrC)
(11) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 21 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 22 (target gene: cadF)
(12) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 23 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 24 (target gene: ciaB)
(13) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 25 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 26 (target gene: cpe)
(14) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 27 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 28 (target gene: plc)
(15) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 29 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 30 (target gene: mip)
(16) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 31 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 32 (target gene: iap)
(17) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 33 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 34 (target gene: hlyA)
In the method of the present invention, by adding a bacterium which is an internal standard of known concentration to the target sample, DNA extraction and PCR are performed, and the internal standard bacterium is detected and quantified, thereby increasing the recovery rate of the added internal standard bacterium. Judgment can be made. In Examples described later, Pseudogulbenkiania sp. NH8B strain was used as an internal standard bacterium, and PCR was performed targeting NH8B_3641. For PCR, a pair of a primer (IAC_23F) consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 35 and a primer (IAC_92R) consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 36 was used. In the experiments shown in FIGS. 5 and 6, environmental water samples were inoculated simultaneously with a known concentration of Pseudogulbenkiania sp. NH8B and a known concentration of Escherichia coli O157: H7 Sakai, and quantified by simultaneous detection after DNA extraction. The Pseudogulbenkiania sp. NH8B strain was quantified by qPCR targeting NH8B_3641, and the E. coli O157: H7 Sakai strain was quantified by qPCR targeting eaeA, stx1, and stx2 genes. As a result, the recovery rate was almost the same for Pseudogulbenkiania sp. NH8B strain and Escherichia coli O157: H7 Sakai strain. From this, it can be said that the Pseudogulbenkiania sp. NH8B strain is suitable as an internal standard (in the examples, process control) for quantifying Escherichia coli O157: H7. Furthermore, since E. coli O157: H7 and other enteropathogenic bacteria have similar cell structures (ie, DNA extraction efficiency is considered to be almost the same), Pseudogulbenkiania sp. NH8B strains are commonly used for enteropathogenic bacteria (such as Salmonella and Campylobacter). It can be used as an internal standard for quantification. NH8B_3641 is mutated and has an extremely short sequence compared to similar genes. It is considered that there is no gene with the exact same sequence as NH8B_3641 except for Pseudogulbenkiania sp. NH8B strain, and when the sequence was actually searched in the database, it did not hit other bacteria. Therefore, it is considered that only the inoculated Pseudogulbenkiania sp. NH8B strain can be specifically detected and quantified by targeting NH8B_3641. Desirable conditions for the internal standard are as follows.
(1) Not present in the target sample (environmental water, food, etc.).
(2) Does not affect the detection and quantification of target microorganisms (eg, pathogenic bacteria, fecal indicator bacteria (E. coli), etc.).
(3) Not pathogenic.
(4) Simple culture and easy inoculation of samples.

Pseudogulbenkiania sp. NH8B株は上記すべてを満たす。   The Pseudogulbenkiania sp. NH8B stock satisfies all of the above.

本発明の方法において、同一条件で増幅可能な細菌遺伝子を標的とするPCRを行う前に、前記PCRに用いる全種類のプライマーペアを混合してPCRを行うことにより、DNAの前増幅を行うとよい。MF-qPCRでは10 nlのチャンバー内でqPCRを行う。qPCRマスターミックス等による希釈を考慮すると、目的遺伝子をMF-qPCRで検出及び定量するためには最低でも222コピー/μlのDNA試料が必要になる。環境試料中の病原微生物の濃度は低いことが多いので、この濃度を満たさない場合が想定される。STA反応と呼ばれる前増幅処理を行うと、目的遺伝子を特異的に増幅できるため、この問題が解決可能になる。STA反応は10〜14サイクルのマルチプレックスPCRである。STA反応のサイクル数を多くしすぎると定量性能に影響を与えうるが、14サイクルによるSTA反応は、その後のqPCRの定量性能に影響を与えない(実施例1参照)。14サイクルによるSTA反応により、試料中の目的遺伝子は約1,000〜15,000倍に増幅される。   In the method of the present invention, before performing PCR targeting bacterial genes that can be amplified under the same conditions, by performing PCR by mixing all kinds of primer pairs used in the PCR, Good. In MF-qPCR, qPCR is performed in a 10 nl chamber. In consideration of dilution by qPCR master mix etc., a DNA sample of at least 222 copies / μl is required to detect and quantify the target gene by MF-qPCR. Since the concentration of pathogenic microorganisms in the environmental sample is often low, a case where this concentration is not satisfied is assumed. When the pre-amplification process called STA reaction is performed, the target gene can be specifically amplified, so this problem can be solved. The STA reaction is a 10-14 cycle multiplex PCR. If the number of STA reaction cycles is increased too much, the quantitative performance may be affected, but the 14-cycle STA reaction does not affect the subsequent qPCR quantitative performance (see Example 1). The target gene in the sample is amplified about 1,000 to 15,000 times by the STA reaction by 14 cycles.

定量的PCRには、Sybr Green法とTaqManプローブ法の2種類の方法がある。Sybr Green法は、二本鎖DNAに結合することで蛍光を発する試薬(インターカレーター)を用いるので、標的遺伝子毎にプローブを用意する必要がなく、コストが安く、反応系の構築も容易であるが、検出感度と特異性は高くない。これに対して、TaqManプローブを用いる方法は、標的遺伝子毎に異なる蛍光標識プローブを用いるので、コストは高いが、検出感度と特異性が高くなる。本発明においては、TaqManプローブ法でPCRの定量を行うことが好ましい。TaqManプローブは、鋳型DNAに特異的にハイブリダイズするものであればよく、市販品として入手可能である。後述の実施例では、表2に記載の市販品(UPLプローブ:Roche)を用いた。また、UPLプローブがハイブリダイズする箇所を図7〜12に示す。   There are two types of quantitative PCR, the Sybr Green method and the TaqMan probe method. The Sybr Green method uses a reagent that emits fluorescence by binding to double-stranded DNA (intercalator), so there is no need to prepare a probe for each target gene, the cost is low, and the construction of a reaction system is easy However, detection sensitivity and specificity are not high. On the other hand, the method using the TaqMan probe uses different fluorescently labeled probes for each target gene, so the cost is high, but the detection sensitivity and specificity are high. In the present invention, PCR is preferably quantified by the TaqMan probe method. The TaqMan probe is not particularly limited as long as it specifically hybridizes to the template DNA, and is commercially available. In the examples described later, commercially available products (UPL probe: Roche) shown in Table 2 were used. Moreover, the location where a UPL probe hybridizes is shown in FIGS.

本発明の方法において、標的遺伝子を組み込んだプラスミドを直鎖状にし、濃度を測定した後に段階希釈したもので検量線を予め作成しておき、この検量線を用いて、目的試料中の細菌の量又は濃度を求めるとよい。後述の実施例では、定量のため,ターゲット遺伝子を組み込んだプラスミド(ターゲット遺伝子1つにつき、1つのプラスミドに組み込んだ)を直鎖状にし,PicoGreen 比色法で濃度測定後に、プラスミド溶液をすべて混ぜて段階希釈し、検量線溶液とした。   In the method of the present invention, a standard curve is prepared in advance by linearizing a plasmid into which a target gene has been incorporated, measuring the concentration and then serially diluting, and using this calibration curve, The amount or concentration should be determined. In the examples described below, for quantification, the plasmid into which the target gene has been incorporated (one target gene incorporated into one plasmid) is linearized, and after concentration measurement by the PicoGreen colorimetric method, all plasmid solutions are mixed. To prepare a calibration curve solution.

本発明の方法をマイクロアレイやLOC上で実施することにより、短時間に大量の試料を分析することができる。   By carrying out the method of the present invention on a microarray or LOC, a large amount of sample can be analyzed in a short time.

本発明の方法により、病原性細菌、糞便汚染指標菌などを同時検出及び/又は定量することができる。   By the method of the present invention, pathogenic bacteria, fecal contamination indicator bacteria, and the like can be simultaneously detected and / or quantified.

また、本発明は、配列番号1〜36のいずれかのヌクレオチド配列からなるプライマーを含む、少なくとも5種の細菌を同時検出及び/又は定量するためのキットを提供する。   The present invention also provides a kit for simultaneous detection and / or quantification of at least 5 types of bacteria, comprising a primer comprising any one of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 to 36.

本発明のキットには、さらに、内部標準となる菌体、内部標準となる菌体を培養するための培地及び抗生物質、内部標準となる菌体から抽出したDNA、DNA抽出試薬、蛍光標識プローブ、検量線作成のための材料(例えば、PCR産物をクローニングするためのベクター(例、プラスミド)及び宿主、プラスミド単離試薬、プラスミドを直鎖状にするための酵素、ゲル抽出試薬、DNA濃度測定試薬など)、バッファー、検量線、取扱い説明書、測定値から細菌量を換算するソフトウエア、などを含めてもよい。
The kit of the present invention further includes a cell serving as an internal standard, a medium and an antibiotic for culturing the cell serving as the internal standard, DNA extracted from the cell serving as the internal standard, a DNA extraction reagent, and a fluorescently labeled probe , Materials for preparing calibration curves (eg vectors for cloning PCR products (eg plasmids) and hosts, plasmid isolation reagents, enzymes for linearizing plasmids, gel extraction reagents, DNA concentration measurement Reagent, etc.), buffer, calibration curve, instruction manual, software for converting the amount of bacteria from the measured value, and the like.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
〔実施例1〕
1-1. 実施例1では、表2に示す対象遺伝子を組み込んだプラスミドを混合して通常のPCR 装置で検出及び定量した例を示す。試薬の調整はコンタミネーション(外部からのDNAの混入)を防止するため、HEPA/UV PCRワークステーション(UVP)内で行った。
1-2. 表2に示すそれぞれの対象遺伝子について、フォワードプライマーとリバースプライマーを用いてPCRを行った。PCR反応液は表3のように調整し、PCR反応は以下のプログラムで行った:95℃(10分)、30サイクル(95℃(30秒)、60℃(30秒)、72℃(30秒))。PCR反応の鋳型には、表1において太字で示した菌株を用いた。
1-3. PCR産物をpCR 2.1-TOPO vector (Invitrogen)に組み込み、大腸菌DH5αにエレクトロポレーション法で導入した。この操作はpCR 2.1-TOPO vectorの製品マニュアルに従った。導入したプラスミドを大腸菌DH5α内で増幅し、GeneJET Plasmid Mini Kit (Fermentas)を用いて抽出した。抽出したプラスミドをBam HI(Takara Bio)で切断し、直鎖状にした後、FastGene Gel/PCR Extraction Kitを用いて精製した。
1-4. 精製後の直鎖状プラスミドの濃度は、PicoGreen dsDNA quantification reagent(Molecular Probes)を用いて定量し、108コピー/μlとなるよう希釈した。それぞれの対象遺伝子についてプラスミドを作成するので、20種類のプラスミド溶液(濃度は108コピー/μl)が作成される。
1-5. 20種類のプラスミド溶液を2 μlずつとり、60 μlのPCRグレード水(Ambion)と混合した。この操作により、各プラスミドの濃度2×106コピー/μlの混合液が作成される。これを2E6スタンダードと呼ぶ。2E6スタンダードを段階的に希釈し、各プラスミドの濃度が2×105コピー/μl、2×104コピー/μl、2×103コピー/μl、2×102コピー/μl、20コピー/μlおよび2コピー/μlの混合液を作成した。それぞれ2E5スタンダード、2E4スタンダード、2E3スタンダード、2E2スタンダード、2E1スタンダードおよび2E0スタンダードと呼ぶ。
1-6. 表2に示すそれぞれの対象遺伝子について、フォワードプライマーとリバースプライマーの濃度がそれぞれ20 μMとなるように混合した(表4参照)。これをプライマーペアミックスと呼ぶ。以上の操作により、20種のプライマーペアミックスが作成される。
1-7. STA反応を行うため、20種のプライマーペアミックスを等量で混合し、各プライマー濃度が0.2 μMとなるように調整した(表5参照)。これをSTAプライマー混合液と呼ぶ。
1-8. STA反応はSTAプライマー混合液を用いた14サイクルのマルチプレックスPCRである。STA反応液は、表6のように容量10 μlで調整し、ABI 7000 Sequence Detection System(Applied Biosystems)を用いて反応を行った。STA反応は、以下のプログラムで行った:95℃(10分)、14サイクル(95℃(15秒)、60℃(4分))。
1-9. 通常のqPCR反応(C-qPCR)は、表7のように容量20 μlで調整し、ABI 7000 Sequence Detection System(Applied Biosystems)を用いて行った。鋳型DNAとして、STA反応前の2E0〜2E6スタンダードおよびSTA反応後の2E0〜2E6スタンダードをTEバッファ(10 mM Tris-HCl、0.1 mM EDTA、pH 8.0)で60倍希釈したものを用いた。
1-10.C-qPCR反応は、以下のプログラムで行った:95℃(10分)、40サイクル(95℃(10秒)、60℃(1分))。各サイクルにおいて、60℃で蛍光強度(FAMおよびROX)の読み取りを行った。FAMはTaqManプローブが分解されることによって生じる蛍光であるため、PCR産物が増幅されるにつれて蛍光強度は増加する。ROXはqPCRマスターミックスに含まれているリファレンス色素であり、FAM蛍光強度の補正に用いた。
1-11.蛍光強度の閾値に達したときのサイクル数(Threshold cycle; Ct)を、ABI Prism 7000 SDS Software(Applied Biosystems)を用いて求めた。Ct値をx軸に、鋳型DNAに含まれるDNAコピー数(STA反応を行った場合はSTA反応前のDNAコピー数)をy軸にプロットし、回帰直線を引くことによって検量線を作成した。それぞれの遺伝子に対してSTA反応前の2E0〜2E6スタンダードおよびSTA反応後の2E0〜2E6スタンダードを60倍希釈したものから得られた2本の検量線を図3に示す。qPCRの増幅効率(E)は、検量線の傾き(S)と次式から求め、パーセント(%)で示した。
E = 10(-1/S)-1
1-12.それぞれのqPCRアッセイは高い増幅効率(90〜110%)と広い増幅レンジ(2〜2×106 copies/μL)を持っていた(図2)。検量線の傾きはSTA 反応の有無によらず同様であり、STA 反応の有無によらず増幅レンジに大きな差がなかったことから、STA 反応はqPCR の定量性能に影響を与えないと判断した。
1-13.STA 反応を行った検量線ほうが小さいCt 値(図2のy 軸)をとったことから、検出感度が高まっていることがわかった。Ct値の差は4〜8であったので、STA反応後の希釈(60倍希釈)を考慮すると、鋳型DNAの量は960〜15,360倍(ほぼ210〜214倍)に増えている計算になる。STA反応は14サイクルのマルチプレックスPCRなので、理論的には遺伝子コピー数は214倍に増えるはずである。以上より、増幅倍率は対象遺伝子によって異なるが、STA反応は低濃度のDNAコピー数を増幅するのに適していると判断できる。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[Example 1]
1-1. Example 1 shows an example in which a plasmid incorporating a target gene shown in Table 2 is mixed and detected and quantified by a normal PCR apparatus. Reagent adjustment was performed in a HEPA / UV PCR workstation (UVP) to prevent contamination (external DNA contamination).
1-2. For each target gene shown in Table 2, PCR was performed using a forward primer and a reverse primer. The PCR reaction solution was prepared as shown in Table 3, and the PCR reaction was carried out with the following program: 95 ° C. (10 minutes), 30 cycles (95 ° C. (30 seconds), 60 ° C. (30 seconds), 72 ° C. (30 Seconds)). The strain shown in bold in Table 1 was used as the template for the PCR reaction.
1-3. The PCR product was incorporated into pCR 2.1-TOPO vector (Invitrogen) and introduced into E. coli DH5α by electroporation. This operation followed the product manual of pCR 2.1-TOPO vector. The introduced plasmid was amplified in E. coli DH5α and extracted using GeneJET Plasmid Mini Kit (Fermentas). The extracted plasmid was cleaved with Bam HI (Takara Bio), linearized, and purified using FastGene Gel / PCR Extraction Kit.
1-4. The concentration of the linear plasmid after purification was quantified using PicoGreen dsDNA quantification reagent (Molecular Probes) and diluted to 10 8 copies / μl. Since plasmids are prepared for each target gene, 20 types of plasmid solutions (concentration: 10 8 copies / μl) are prepared.
1-5. 2 μl of 20 kinds of plasmid solutions were taken and mixed with 60 μl of PCR grade water (Ambion). By this operation, a mixed solution having a concentration of 2 × 10 6 copies / μl of each plasmid is prepared. This is called the 2E6 standard. 2E6 standard is serially diluted and the concentration of each plasmid is 2 × 10 5 copies / μl, 2 × 10 4 copies / μl, 2 × 10 3 copies / μl, 2 × 10 2 copies / μl, 20 copies / μl And a 2 copy / μl mixture was made. They are called 2E5 standard, 2E4 standard, 2E3 standard, 2E2 standard, 2E1 standard and 2E0 standard, respectively.
1-6. About each object gene shown in Table 2, it mixed so that the density | concentration of a forward primer and a reverse primer might be 20 micromol, respectively (refer Table 4). This is called a primer pair mix. By the above operation, 20 kinds of primer pair mixes are created.
1-7. In order to carry out the STA reaction, 20 kinds of primer pair mixes were mixed in equal amounts and adjusted so that the concentration of each primer was 0.2 μM (see Table 5). This is called the STA primer mixture.
1-8. The STA reaction is a 14-cycle multiplex PCR using a STA primer mixture. The STA reaction solution was adjusted to a volume of 10 μl as shown in Table 6, and the reaction was performed using ABI 7000 Sequence Detection System (Applied Biosystems). The STA reaction was carried out with the following program: 95 ° C. (10 minutes), 14 cycles (95 ° C. (15 seconds), 60 ° C. (4 minutes)).
1-9. A normal qPCR reaction (C-qPCR) was prepared with a volume of 20 μl as shown in Table 7, and performed using ABI 7000 Sequence Detection System (Applied Biosystems). As template DNA, 2E0-2E6 standard before STA reaction and 2E0-2E6 standard after STA reaction were diluted 60 times with TE buffer (10 mM Tris-HCl, 0.1 mM EDTA, pH 8.0).
1-10. The C-qPCR reaction was performed with the following program: 95 ° C. (10 minutes), 40 cycles (95 ° C. (10 seconds), 60 ° C. (1 minute)). In each cycle, fluorescence intensity readings (FAM and ROX) were taken at 60 ° C. Since FAM is fluorescence generated by the degradation of the TaqMan probe, the fluorescence intensity increases as the PCR product is amplified. ROX is a reference dye included in the qPCR master mix and was used to correct FAM fluorescence intensity.
1-11. The number of cycles (Threshold cycle; Ct) when the fluorescence intensity threshold was reached was determined using ABI Prism 7000 SDS Software (Applied Biosystems). A calibration curve was created by plotting the Ct value on the x-axis and the number of DNA copies contained in the template DNA (the number of DNA copies before the STA reaction when the STA reaction was performed) on the y-axis and drawing a regression line. FIG. 3 shows two calibration curves obtained from 60-fold dilutions of the 2E0-2E6 standard before STA reaction and the 2E0-2E6 standard after STA reaction for each gene. The amplification efficiency (E) of qPCR was determined from the slope of the calibration curve (S) and the following formula and expressed as a percentage (%).
E = 10 (-1 / S) -1
1-12. Each qPCR assay had high amplification efficiency (90-110%) and a wide amplification range (2-2 × 10 6 copies / μL) (FIG. 2). The slope of the calibration curve was the same regardless of the presence or absence of the STA reaction, and there was no significant difference in the amplification range regardless of the presence or absence of the STA reaction. Therefore, it was determined that the STA reaction did not affect the quantitative performance of qPCR.
1-13. Since the calibration curve for the STA reaction took a small Ct value (y-axis in FIG. 2), it was found that the detection sensitivity was increased. Since the difference in Ct value was 4-8, considering the dilution of the post-STA reaction (60-fold dilution), calculated amounts of template DNA are increased to 960~15,360 times (approximately 2 10-2 14-fold) become. STA reaction because multiplex PCR of 14 cycles, theoretically gene copy number should increase to 2 14 times. From the above, although the amplification factor varies depending on the target gene, it can be determined that the STA reaction is suitable for amplifying a low-concentration DNA copy number.

〔実施例2〕
2-1. 実施例2では、表1に示す菌株をC-qPCR法およびMF-qPCR法により同時検出した例を示す。試薬の調整はコンタミネーション(外部からのDNAの混入)を防止するため、HEPA/UV PCRワークステーション(UVP)内で行った。
2-2. 表1に示す菌株からDNeasy Blood & Tissue Kit (Qiagen)を用いてDNAを抽出した。
2-3. 実施例1で作成した2E1〜2E6スタンダードを定量のための検量線試料として用いた。
2-4. C-qPCRは実施例1と同様の定量操作(1-9〜1-11)を行った。
2-5. これ以降はMF-qPCRの操作を示す。2-2および2-3で示したDNA試料を用いて、実施例1(1-6〜1-8)と同様にSTA反応を行った。STA反応産物はTEバッファで6倍に希釈した。
2-6. 6倍希釈したSTA反応産物を用いてサンプルプレミックス(表8)を作成した。
2-7. 表2に示すそれぞれの対象遺伝子について、10Xアッセイ(表9)を作成した。プローブは表2に示すUPLプローブ(Roche)もしくはFAMおよびMGB/NFQで修飾された配列番号41または配列番号42(表3)に示すプローブを用いた。
2-8. Dynamic Array 48.48チップ(Fluidigm)の個別包装を開封し、Control line fluid(Fluidigm)をチップの所定の箇所に注いだのち、IFC Controller MX (Fluidigm)に挿入した。Prime (113x)プログラムにより、Dynamic Array 48.48チップの初期化を行った。
2-9. 初期化後のDynamic Array 48.48チップに2-6で作成したサンプルプレミックスおよび2-7で作成した10Xアッセイをそれぞれ5 μlずつ所定のウェルに注入した。Dynamic Array 48.48チップをIFC Controller MXに挿入し、Load Mix (113x)プログラムにより、反応液を微細流路およびチャンバーへの注入し混合した。
2-10.Load Mix (113x)終了後、Dynamic Array 48.48チップをBioMark HD Reader (Fluidigm)に挿入し、qPCR反応を開始した。反応プログラムは以下のとおりである:50℃(2分)、95℃(10分)、40サイクル(95℃(15秒)、70℃(5秒)、60℃(1分))。各サイクルにおいて、60℃で蛍光強度(FAMおよびROX)の読み取りを行った。FAMはTaqManプローブが分解されることによって生じる蛍光であるため、PCR産物が増幅されるにつれて蛍光強度は増加する。ROXはqPCRマスターミックスに含まれているリファレンス色素であり、FAM蛍光強度の補正に用いた。
2-11.蛍光強度の閾値に達したときのサイクル数(Threshold cycle; Ct)を、Real-Time PCR Analysis software version 3.0.2(Fluidigm)を用いて求めた。検量線試料について、Ct値をx軸に、STA反応前のDNAコピー数をy軸にプロットし、回帰直線を引くことによって検量線を作成した。検量線を用いて、濃度未知試料のDNAコピー数を求めた。
2-12.純粋株を用いた特異性検証の結果、対象遺伝子を保有する病原細菌9 種(病原性大腸菌、サルモネラ、カンピロバクター、リステリア、レジオネラ、ウェルシュ菌、赤痢菌、腸炎ビブリオ菌、コレラ菌)、一般大腸菌1 種、プロセスコントロールNH8B 株を特異的に検出することができた(図3)。C-qPCR法とMF-qPCR法からは同一の結果を得ることができた。
2-13.病原性大腸菌にはeaeAを保有する腸管病原性大腸菌(Enteropathogenic E. coli; EPEC)、stx1またはstx2を保有する志賀毒素生産性大腸菌(Shiga-toxin producing E. coli; STEC)、eaeAおよびstx1またはstx2を保有する腸管出血性大腸菌(Enterohemorrhagic E. coli; EHEC)などが存在するが、本手法によりそれらを識別することができた。
2-14.赤痢菌は系統分類学的には大腸菌の一種と考えられているので、大腸菌を対象とした遺伝子(ftsZおよびuidA)が検出されることは間違いではない。
2-15.リステリア4c血清型JCM7679株 についてはターゲット遺伝子(iap、hlyA)が増幅されなかったが、それ以外のリステリア株からはそれぞれのターゲット遺伝子が検出された。ヒト患者から単離されるリステリアのほとんどは血清型1/2a、1/2b、および4bであり4c血清型の単離例は希であるため、リステリア4c血清型JCM7679株が本手法で検出されなかったことは、診断目的および公衆衛生目的の使用として大きな影響はないと予想される。
[Example 2]
2-1. Example 2 shows an example in which the strains shown in Table 1 were simultaneously detected by the C-qPCR method and the MF-qPCR method. Reagent adjustment was performed in a HEPA / UV PCR workstation (UVP) to prevent contamination (external DNA contamination).
2-2. DNA was extracted from the strains shown in Table 1 using DNeasy Blood & Tissue Kit (Qiagen).
2-3. The 2E1-2E6 standard prepared in Example 1 was used as a calibration curve sample for quantification.
2-4. C-qPCR was carried out in the same manner as in Example 1 (1-9 to 1-11).
2-5. Hereafter, MF-qPCR operation is shown. Using the DNA samples shown in 2-2 and 2-3, the STA reaction was performed in the same manner as in Example 1 (1-6 to 1-8). The STA reaction product was diluted 6-fold with TE buffer.
2-6. A sample premix (Table 8) was prepared using the STA reaction product diluted 6-fold.
2-7. A 10X assay (Table 9) was prepared for each target gene shown in Table 2. As the probe, the UPL probe (Roche) shown in Table 2 or the probe shown in SEQ ID NO: 41 or SEQ ID NO: 42 (Table 3) modified with FAM and MGB / NFQ was used.
2-8. The individual package of the Dynamic Array 48.48 chip (Fluidigm) was opened, the control line fluid (Fluidigm) was poured into a predetermined part of the chip, and then inserted into the IFC Controller MX (Fluidigm). The Dynamic Array 48.48 chip was initialized by the Prime (113x) program.
2-9. 5 μl each of the sample premix prepared in 2-6 and the 10X assay prepared in 2-7 were injected into predetermined wells on the Dynamic Array 48.48 chip after initialization. The Dynamic Array 48.48 chip was inserted into the IFC Controller MX, and the reaction solution was injected into the microchannel and chamber by the Load Mix (113x) program and mixed.
2-10. After completion of Load Mix (113x), Dynamic Array 48.48 chip was inserted into BioMark HD Reader (Fluidigm), and qPCR reaction was started. The reaction program is as follows: 50 ° C (2 minutes), 95 ° C (10 minutes), 40 cycles (95 ° C (15 seconds), 70 ° C (5 seconds), 60 ° C (1 minute)). In each cycle, fluorescence intensity readings (FAM and ROX) were taken at 60 ° C. Since FAM is fluorescence generated by the degradation of the TaqMan probe, the fluorescence intensity increases as the PCR product is amplified. ROX is a reference dye included in the qPCR master mix and was used to correct FAM fluorescence intensity.
2-11. The number of cycles (Threshold cycle; Ct) when the fluorescence intensity threshold was reached was determined using Real-Time PCR Analysis software version 3.0.2 (Fluidigm). For the calibration curve samples, Ct values were plotted on the x-axis, DNA copy number before STA reaction was plotted on the y-axis, and a calibration curve was drawn by drawing a regression line. Using the calibration curve, the DNA copy number of the sample of unknown concentration was determined.
2-12. Nine pathogenic bacteria (pathogenic Escherichia coli, Salmonella, Campylobacter, Listeria, Legionella, Clostridium perfringens, Shigella, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio cholerae), general Escherichia coli 1 Species, process control NH8B strain could be detected specifically (FIG. 3). The same results were obtained from the C-qPCR method and the MF-qPCR method.
2-13. Enteropathogenic E. coli (EPEC) with eaeA, Shiga-toxin producing E. coli (STEC) with stx 1 or stx 2 , eaeA and stx Enterohemorrhagic E. coli (EHEC) and the like possessing 1 or stx 2 exist, and these could be identified by this method.
2-14. Shigella is considered to be a type of E. coli in phylogenetics, so it is no doubt that genes (ftsZ and uidA) targeting E. coli are detected.
2-15. For Listeria 4c serotype JCM7679, the target genes (iap, hlyA) were not amplified, but each target gene was detected from other Listeria strains. Since most Listeria isolated from human patients are serotypes 1 / 2a, 1 / 2b, and 4b and isolated cases of 4c serotype are rare, Listeria 4c serotype JCM7679 is not detected by this method This is not expected to have a significant impact on use for diagnostic and public health purposes.

〔実施例3〕
3-1. 実施例3では、健常者のヒト糞便に大腸菌O157株、赤痢菌、サルモネラ、カンピロバクター、ウェルシュ菌、レジオネラ、リステリア、コレラ菌、腸炎ビブリオ菌、およびプロセスコントロールNH8B 株を接種し、MF-qPCR法により同時検出した例を示す。試薬の調整はコンタミネーション(外部からのDNAの混入)を防止するため、HEPA/UV PCRワークステーション(UVP)内で行った。
3-2. 6人の健常者から糞便を採取し、大腸菌O157 Sakai株、赤痢菌RIMD 0509763株、サルモネラJCM 1652株、カンピロバクタージェジュニJCM 2013株、ウェルシュ菌 JCM 1290株、レジオネラJCM 7571株、リステリアJCM 7671株、コレラ菌RIMD 2203246株、腸炎ビブリオ菌RIMD 2210633株、およびプロセスコントロールPsuedogulbenkiania sp. NH8B 株を単独あるいは全種混合して接種した。単独接種の場合は107 cells/200 mg糞便、混合接種の場合は102〜106 cells/200 mg糞便となるように接種菌体濃度を調整した。
3-3. QIAamp DNA Stool minikit (QIAGEN)を用いて3-2で調整した糞便試料からDNAを抽出した。
3-4. 実施例1で作成した2E1〜2E6スタンダードを定量のための検量線試料として用いた。
3-5. 3-3および3-4で示したDNA試料を用いて、実施例1(1-6〜1-8)と同様にSTA反応を行った。STA反応産物はTEバッファで6倍に希釈した。
3-6. 実施例2(2-6〜2-7)と同様にサンプルプレミックスおよび10Xアッセイを作成した。
3-7. Dynamic Array 96.96チップ(Fluidigm)の個別包装を開封し、Control line fluid(Fluidigm)をチップの所定の箇所に注いだのち、IFC Controller HX (Fluidigm)に挿入した。Prime (136x)プログラムにより、Dynamic Array 96.96チップの初期化を行った。
3-8. 初期化後のDynamic Array 96.96チップに3-6で作成したサンプルプレミックスおよび10Xアッセイをそれぞれ5 μlずつ所定のウェルに注入した。Dynamic Array 96.96チップをIFC Controller HXに挿入し、Load Mix (136x)プログラムにより、反応液を微細流路およびチャンバーへの注入し混合した。
3-9. Load Mix (136x)終了後、Dynamic Array 96.96チップをBioMark HD Reader (Fluidigm)に挿入し、qPCR反応を開始した。反応プログラムは実施例2(2-10)と同様である。
3-10.実施例2(2-11)と同様に、得られたqPCR結果を解析し、濃度未知試料のDNAコピー数を求めた。
3-11.定量結果を図4に示す。MF-qPCR による定量値はグレースケールで示した(色が明るいほうが定量値は大きい)。サンプル名のMix E6〜Mix E2 とは、10 種類の細菌株ををすべて混合し、濃度106〜102 に希釈して接種したものである。
3-12.ヒト糞便に接種した病原細菌を特異的に検出することができた。ただし、大腸菌はヒト腸内の常在細菌であるためであるため、大腸菌非接種のヒト糞便試料からも大腸菌を対象とする遺伝子(ftsZ及びuidA)が検出されている(図4)。
3-13.細菌を段階希釈して接種したヒト糞便試料からは、接種濃度に応じて検出される遺伝子コピー数も減少したことから、MF-qPCRは目的細菌の検出だけでなく定量も可能であると考えられる。以上より、ヒト糞便のように夾雑細菌が多数存在する環境試料からも、目的細菌を特異的に検出及び定量することが可能であると示された。
Example 3
3-1. In Example 3, human feces of healthy subjects were inoculated with Escherichia coli O157 strain, Shigella, Salmonella, Campylobacter, Clostridium perfringens, Legionella, Listeria, Vibrio parahaemolyticus, and process control NH8B strain, and by MF-qPCR method. An example of simultaneous detection is shown. Reagent adjustment was performed in a HEPA / UV PCR workstation (UVP) to prevent contamination (external DNA contamination).
3-2. Feces were collected from 6 healthy individuals, Escherichia coli O157 Sakai strain, Shigella RIMD 0509763 strain, Salmonella JCM 1652 strain, Campylobacter jejuni JCM 2013 strain, Clostridium perfringens JCM 1290 strain, Legionella JCM 7571 strain, Listeria JCM 7671 strain, Vibrio cholerae RIMD 2203246, Vibrio parahaemolyticus RIMD 2210633, and process control Psuedogulbenkiania sp. NH8B were inoculated alone or in combination. The inoculum concentration was adjusted to 10 7 cells / 200 mg stool in the case of single inoculation, and 10 2 to 10 6 cells / 200 mg stool in the case of mixed inoculation.
3-3. DNA was extracted from the stool sample prepared in 3-2 using QIAamp DNA Stool minikit (QIAGEN).
3-4. The 2E1-2E6 standard prepared in Example 1 was used as a calibration curve sample for quantification.
3-5. Using the DNA samples shown in 3-3 and 3-4, the STA reaction was performed in the same manner as in Example 1 (1-6 to 1-8). The STA reaction product was diluted 6-fold with TE buffer.
3-6. Sample premixes and 10X assays were made as in Example 2 (2-6 to 2-7).
3-7. The individual package of the Dynamic Array 96.96 chip (Fluidigm) was opened, the control line fluid (Fluidigm) was poured into a predetermined part of the chip, and then inserted into the IFC Controller HX (Fluidigm). The Dynamic Array 96.96 chip was initialized by the Prime (136x) program.
3-8. 5 μl each of the sample premix prepared in 3-6 and the 10X assay were injected into predetermined wells on the Dynamic Array 96.96 chip after initialization. The Dynamic Array 96.96 chip was inserted into the IFC Controller HX, and the reaction solution was injected into the microchannel and chamber by the Load Mix (136x) program and mixed.
3-9. After completion of Load Mix (136x), a Dynamic Array 96.96 chip was inserted into BioMark HD Reader (Fluidigm), and qPCR reaction was started. The reaction program is the same as in Example 2 (2-10).
3-10. In the same manner as in Example 2 (2-11), the obtained qPCR results were analyzed to determine the DNA copy number of the sample with unknown concentration.
3-11. The quantitative results are shown in FIG. Quantitative values by MF-qPCR are shown in gray scale (the lighter the color, the larger the quantitative value). Sample names Mix E6 to Mix E2 are inoculated with all 10 types of bacterial strains mixed and diluted to a concentration of 10 6 to 10 2 .
3-12. It was possible to specifically detect pathogenic bacteria inoculated into human feces. However, because E. coli is a resident bacterium in the human intestine, genes (ftsZ and uidA) targeting E. coli have also been detected from human stool samples not inoculated with E. coli (FIG. 4).
3-13. Since the number of gene copies detected from human fecal samples inoculated with serial dilutions of bacteria decreased according to the inoculation concentration, MF-qPCR is considered to be capable of quantifying not only the target bacteria. . From the above, it was shown that the target bacteria can be specifically detected and quantified from environmental samples containing a large number of contaminating bacteria such as human feces.

〔実施例4〕
4-1. 実施例4では、湖沼水に大腸菌O157株およびプロセスコントロールNH8B 株を混合接種し、MF-qPCR法により同時検出及び定量した例を示す。試薬の調整はコンタミネーション(外部からのDNAの混入)を防止するため、HEPA/UV PCRワークステーション(UVP)内で行った。
4-2. 北海道大学構内の大野池の水を40リットル採取した。採取日(2012年11月9日)の水質は以下のとおりである:10℃、pH 5.7、電気伝導度 11.5 S/m、懸濁物質 9.0 mg/l、全窒素 0.273 mg/l、全リン 0.364 mg/l。
4-3. 環境水5リットルに対して、大腸菌O157 Sakai株およびPseudogulbenkiania sp. NH8B株を、それぞれの濃度が101〜107 cells/lとなるように接種した。
4-4. 環境水を加圧濾過することにより、菌体を孔径0.20 μmのポリエーテルスルホン膜(Millipore)上に捕集した。捕集後の膜をカッターナイフで四等分し50 ml容の遠心管に入れ、25 mlの0.1%ゼラチン入りPBS(pH 7.2)中で激しく振盪することによって、膜から菌体を分離した。その後10,000×gで15分遠心して菌体をペレット状にした。
4-5. PowerSoil DNA Isolation Kit(MoBio Laboratories)を用いて、菌体ペレットからDNAを抽出した。
4-6. 実施例1で作成した2E1〜2E6スタンダードを定量のための検量線試料として用いた。
4-7. 4-5および4-6で示したDNA試料を用いて、実施例1(1-6〜1-8)と同様にSTA反応を行った。STA反応産物はTEバッファで6倍に希釈した。
4-8. 実施例3(3-6〜3-10)と同様にMF-qPCRによる目的細菌の同時検出及び定量を行った。
4-9. 定量結果を図5に示す。MF-qPCR による定量値はグレースケールで示した(色が明るいほうが定量値は大きい)。サンプル名のMix E6〜Mix E2 とは、10 種類の細菌株ををすべて混合し、濃度106〜102 に希釈して接種したものである。実施例3と同様に、接種菌株のみを特異的に検出することができた。
4-10.大野池にはカモが多数飛来するため、この池の水はカモ由来の糞便によって汚染されている可能性がある。したがって、大腸菌低濃度接種試料及び大腸菌非接種の環境水試料からも大腸菌を対象とする遺伝子(ftsZ及びuidA)が検出されているのは、カモ腸内の常在細菌である大腸菌に由来するものであると考えられる。
4-11.実施例3と同様に細菌を段階希釈して接種した環境水試料からは、接種濃度に応じて検出される遺伝子コピー数も減少したことから、MF-qPCRは目的細菌の検出だけでなく定量も可能であると考えられる。この関係をより明確に表したものが図6である。大腸菌O157 Sakai株の定量値(eaeA、stx1、stx2)およびPseudogulbenkiania sp. NH8B株の定量値(NH8B_3641)は、接種菌体濃度と傾き1の正の相関を示した(r2>0.97)ことから、MF-qPCRによる定量値は環境水中に存在する細菌数を反映していると判断できる。
4-12.また、MF-qPCRによって得られた定量値(cells/l)と接種菌体量(cells/l)を比較して求めた菌体の回収率は、大腸菌O157 Sakai株とPseudogulbenkiania sp. NH8B株でそれぞれ27.4 ± 5.0%および22.6 ± 3.1%と似たような値となった。このことより、Pseudogulbenkiania sp. NH8B株は大腸菌O157を定量する際の内部標準(プロセスコントロール)に適していると言える。すなわち、既知濃度のPseudogulbenkiania sp. NH8B株を環境試料に接種し、DNA抽出及びMF-qPCRによる定量を行うことによってNH8B株の回収率を得る。大腸菌O157の回収率はNH8B株の回収率と同様であることから、MF-qPCRの定量値とNH8Bの回収率から、環境試料中の大腸菌O157濃度を求めることができる。回収率を考慮することによって、DNA抽出におけるDNAの損失やqPCR時の反応阻害を補正することができるため、より正確な濃度の計算が可能になる。
4-13.大腸菌O157:H7とその他の腸管病原細菌は細胞構造が似ている(すなわち、DNA抽出効率がほぼ同じと考えられる)ので、Pseudogulbenkiania sp. NH8B株は腸管病原細菌一般(サルモネラやカンピロバクターなど)の定量の際にも内部標準として使えると考えられる。
本実施例で用いた菌株を表1に示す。
Example 4
4-1. Example 4 shows an example in which E. coli O157 strain and process control NH8B strain were mixed and inoculated into lake water, and simultaneously detected and quantified by MF-qPCR method. Reagent adjustment was performed in a HEPA / UV PCR workstation (UVP) to prevent contamination (external DNA contamination).
4-2. 40 liters of Onoike water from Hokkaido University was collected. The water quality of the collection day (November 9, 2012) is as follows: 10 ° C, pH 5.7, conductivity 11.5 S / m, suspended material 9.0 mg / l, total nitrogen 0.273 mg / l, total phosphorus 0.364 mg / l.
4-3. Escherichia coli O157 Sakai strain and Pseudogulbenkiania sp. NH8B strain were inoculated to 5 liters of environmental water so that each concentration would be 10 1 to 10 7 cells / l.
4-4. The cells were collected on a polyethersulfone membrane (Millipore) having a pore size of 0.20 μm by pressure filtration of environmental water. The collected membrane was divided into four equal parts with a cutter knife, placed in a 50 ml centrifuge tube, and vigorously shaken in 25 ml of PBS containing 0.1% gelatin (pH 7.2) to separate the cells from the membrane. Thereafter, the cells were centrifuged at 10,000 × g for 15 minutes to form pellets.
4-5. DNA was extracted from the cell pellet using PowerSoil DNA Isolation Kit (MoBio Laboratories).
4-6. The 2E1-2E6 standard prepared in Example 1 was used as a calibration curve sample for quantification.
4-7. Using the DNA samples shown in 4-5 and 4-6, the STA reaction was performed in the same manner as in Example 1 (1-6 to 1-8). The STA reaction product was diluted 6-fold with TE buffer.
4-8. The target bacteria were simultaneously detected and quantified by MF-qPCR in the same manner as in Example 3 (3-6 to 3-10).
4-9. The quantitative results are shown in FIG. Quantitative values by MF-qPCR are shown in gray scale (the lighter the color, the larger the quantitative value). Sample names Mix E6 to Mix E2 are inoculated with all 10 types of bacterial strains mixed and diluted to a concentration of 10 6 to 10 2 . As in Example 3, only the inoculated strain could be specifically detected.
4-10. Since many ducks fly to Ohno Pond, the water in this pond may be contaminated with feces derived from ducks. Therefore, E. coli genes (ftsZ and uidA) are detected in E. coli low-concentration inoculated samples and non-inoculated environmental water samples from E. coli, which is a resident bacteria in the duck gut. It is thought that.
4-11. Since the number of gene copies detected from the environmental water sample inoculated with serial dilutions of bacteria in the same manner as in Example 3 decreased according to the inoculation concentration, MF-qPCR not only detected the target bacteria but also quantified it. It is considered possible. FIG. 6 shows this relationship more clearly. Quantitative values of E. coli O157 Sakai strain (eaeA, stx 1 , stx 2 ) and Pseudogulbenkiania sp. NH8B strain (NH8B_3641) showed a positive correlation between inoculum concentration and slope 1 (r 2 > 0.97) Therefore, it can be judged that the quantitative value by MF-qPCR reflects the number of bacteria present in the environmental water.
4-12. In addition, the cell recovery rate obtained by comparing the quantified value (cells / l) obtained by MF-qPCR and the amount of cells inoculated (cells / l) was obtained for E. coli O157 Sakai and Pseudogulbenkiania sp. NH8B. The values were similar to 27.4 ± 5.0% and 22.6 ± 3.1%, respectively. From this, it can be said that Pseudogulbenkiania sp. NH8B strain is suitable as an internal standard (process control) for quantifying Escherichia coli O157. That is, a recovery rate of the NH8B strain is obtained by inoculating an environmental sample with a known concentration of Pseudogulbenkiania sp. NH8B and performing quantification by DNA extraction and MF-qPCR. Since the recovery rate of E. coli O157 is the same as that of the NH8B strain, the concentration of E. coli O157 in the environmental sample can be determined from the quantitative value of MF-qPCR and the recovery rate of NH8B. By considering the recovery rate, it is possible to correct for DNA loss during DNA extraction and reaction inhibition during qPCR, so that more accurate concentration calculation is possible.
4-13. Since Escherichia coli O157: H7 and other enteropathogenic bacteria have similar cell structures (ie, DNA extraction efficiency is considered to be almost the same), Pseudogulbenkiania sp. NH8B is a quantifier for enteropathogenic bacteria in general (such as Salmonella and Campylobacter). Can be used as an internal standard.
The strains used in this example are shown in Table 1.

本実施例で用いたqPCRプライマーとプローブを表2に示す。なお、Vibrio choleraeのctxA遺伝子を標的とするプライマーとしては、forward primer (5′-TTTGTTAGGCACGATGATGGAT-3′)(配列番号37) 及びreverse primer (5′-ACCAGACAATATAGTTTGACCCACTAAG-3′)(配列番号38)を用いた(84 base pair amplicon within the ctxA gene)。プローブとしては、ctxA 遺伝子内の配列、5’-TGTTTCCACCTCAATTAGTTTGAGAAGTGCCC-3’(配列番号41)の5′末端をFAMで標識し、3′末端をNon-fluorescence Quencher (NFQ) およびMinor Grove Binder(MGB)で標識したものを用いた。また、Vibrio parahaemolyticusのtdh遺伝子を標的とするプライマーとしては、forward primer: 5′-AAACATCTGCTTTTGAGCTTCCA-3′(配列番号39)及びreverse primer: 5′-CTCGAACAACAAACAATATCTCATCAG-3′(配列番号40)を用いた(75 base pair amplicon)。プローブとしては、5′-TGT CCC TTT TCC TGC CCC CGG-3′(配列番号42)の5′末端をFAMで標識し、3′末端をNon-fluorescence Quencher (NFQ) およびMinor Grove Binder(MGB)で標識したものを用いた。   Table 2 shows qPCR primers and probes used in this example. As a primer targeting the ctxA gene of Vibrio cholerae, forward primer (5′-TTTGTTAGGCACGATGATGGAT-3 ′) (SEQ ID NO: 37) and reverse primer (5′-ACCAGACAATATAGTTTGACCCACTAAG-3 ′) (SEQ ID NO: 38) are used. (84 base pair amplicon within the ctxA gene). As a probe, the sequence in the ctxA gene, 5 ′ end of 5′-TGTTTCCACCTCAATTAGTTTGAGAAGTGCCC-3 ′ (SEQ ID NO: 41) is labeled with FAM, and 3 ′ end is labeled with Non-fluorescence Quencher (NFQ) and Minor Grove Binder (MGB) The one labeled with was used. In addition, as primers targeting the tdh gene of Vibrio parahaemolyticus, forward primer: 5′-AAACATCTGCTTTTGAGCTTCCA-3 ′ (SEQ ID NO: 39) and reverse primer: 5′-CTCGAACAACAAACAATATCTCATCAG-3 ′ (SEQ ID NO: 40) were used ( 75 base pair amplicon). As the probe, 5 ′ end of 5′-TGT CCC TTT TCC TGC CCC CGG-3 ′ (SEQ ID NO: 42) is labeled with FAM, 3 ′ end is Non-fluorescence Quencher (NFQ) and Minor Grove Binder (MGB) The one labeled with was used.

本発明の方法は、病原体特定のための迅速な診断ツールとして、および正確なリスク評価手法として応用可能であると期待される。また、糞便指標菌(大腸菌)の定量に用いることにより、飲料水や食品等の安全性評価手法として利用可能であると考えられる。   The method of the present invention is expected to be applicable as a rapid diagnostic tool for pathogen identification and as an accurate risk assessment technique. Moreover, it is thought that it can be used as a safety evaluation method for drinking water, foods, etc. by using it for quantification of fecal indicator bacteria (E. coli).

配列番号と配列を以下の表にまとめる。   The sequence numbers and sequences are summarized in the following table.

Claims (9)

同一の反応条件のPCRで増幅可能な少なくとも5種の細菌遺伝子のそれぞれに特異的なプライマーとプローブを試料から抽出したDNAと混合して、前記反応条件でPCRを行い、細菌遺伝子を検出及び/又は定量することを特徴とする、少なくとも5種の細菌を同時検出及び/又は定量する方法。 Primers and probes specific for each of at least five bacterial genes that can be amplified by PCR under the same reaction conditions are mixed with DNA extracted from the sample, and PCR is performed under the reaction conditions to detect and / or detect bacterial genes. Alternatively, a method for simultaneous detection and / or quantification of at least five kinds of bacteria, characterized in that quantification is performed. 配列番号1〜34のいずれかのヌクレオチド配列からなるプライマーを用いてPCRを行い、非病原性大腸菌、病原性大腸菌、サルモネラ、カンピロバクター、リステリア、レジオネラ、ウェルシュ菌、赤痢菌、腸炎ビブリオ菌及びコレラ菌からなる群より選択される少なくとも5種の細菌を同時検出及び/又は定量する請求項1記載の方法。 PCR is performed using a primer comprising any one of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 to 34, and non-pathogenic E. coli, pathogenic E. coli, Salmonella, Campylobacter, Listeria, Legionella, Welsh bacteria, Shigella, Vibrio parahaemolyticus, and Vibrio cholerae The method according to claim 1, wherein at least 5 kinds of bacteria selected from the group consisting of are simultaneously detected and / or quantified. 下記(1)〜(17)のプライマーペアからなる群より選択される少なくとも1つのプライマーペアを用いてPCRを行う請求項2記載の方法。
(1) 配列番号1のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号2のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:ftsZ)
(2) 配列番号3のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号4のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:uidA)
(3)配列番号5のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号6のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:eaeA)
(4)配列番号7のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号8のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:stx1
(5)配列番号9のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号10のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:stx2
(6)配列番号11のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号12のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:ipaH 7.8)
(7)配列番号13のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号14のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:ipaH all)
(8)配列番号15のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号16のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:virA)
(9)配列番号17のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号18のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:invA)
(10)配列番号19のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号206のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:ttrC)
(11)配列番号21のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号22のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:cadF)
(12)配列番号23のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号24のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:ciaB)
(13)配列番号25のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号26のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:cpe)
(14)配列番号27のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号28のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:plc)
(15)配列番号29のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号30のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:mip)
(16)配列番号31のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号32のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:iap)
(17)配列番号33のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号34のヌクレオチド配列からなるプライマーのペア(標的遺伝子:hlyA)
The method according to claim 2, wherein PCR is performed using at least one primer pair selected from the group consisting of the following primer pairs (1) to (17).
(1) A primer pair consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 (target gene: ftsZ)
(2) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 (target gene: uidA)
(3) Pair of primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 and primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 (target gene: eaeA)
(4) A primer pair comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7 and a primer comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8 (target gene: stx 1 )
(5) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10 (target gene: stx 2 )
(6) Pair of primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11 and primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12 (target gene: ipaH 7.8)
(7) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 13 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 14 (target gene: ipaH all)
(8) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 15 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16 (target gene: virA)
(9) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 17 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 18 (target gene: invA)
(10) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 19 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 206 (target gene: ttrC)
(11) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 21 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 22 (target gene: cadF)
(12) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 23 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 24 (target gene: ciaB)
(13) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 25 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 26 (target gene: cpe)
(14) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 27 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 28 (target gene: plc)
(15) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 29 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 30 (target gene: mip)
(16) Pair of primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 31 and primer consisting of nucleotide sequence of SEQ ID NO: 32 (target gene: iap)
(17) A pair of a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 33 and a primer consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 34 (target gene: hlyA)
目的試料に濃度既知の内部標準となる細菌を添加して、DNA抽出とPCRを行い、内部標準細菌の検出と定量を行うことで、添加した内部標準細菌の回収率を判断する請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 Claim 1 to determine the recovery rate of the added internal standard bacteria by adding bacteria as an internal standard of known concentration to the target sample, performing DNA extraction and PCR, and detecting and quantifying the internal standard bacteria 4. The method according to any one of 3. 内部標準細菌として、Pseudogulbenkiania sp. NH8B株を用い、NH8B_3641を標的とするPCRを行う請求項4記載の方法。 The method according to claim 4, wherein Pseudogulbenkiania sp. NH8B strain is used as an internal standard bacterium, and PCR is performed targeting NH8B_3641. 配列番号35のヌクレオチド配列からなるプライマーと配列番号36のヌクレオチド配列からなるプライマーのペアを用いて、NH8B_3641を標的とするPCRを行う請求項5記載の方法。 The method according to claim 5, wherein PCR is performed using NH8B_3641 as a target by using a primer pair consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 35 and a primer pair consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 36. 同一条件で増幅可能な細菌遺伝子を標的とするPCRを行う前に、前記PCRに用いる全種類のプライマーペアを混合してPCRを行うことにより、DNAの前増幅を行う請求項1〜6のいずれかに記載の方法。 Before performing PCR which targets the bacterial gene which can be amplified on the same conditions, DNA is preamplified by mixing all the primer pairs used for said PCR, and performing PCR. The method of crab. 標的遺伝子を組み込んだプラスミドを直鎖状にし、濃度を測定した後に段階希釈したもので検量線を予め作成しておき、この検量線を用いて、目的試料中の細菌の量又は濃度を求める請求項1〜7のいずれかに記載の方法。 A standard curve is prepared in advance by linearizing a plasmid incorporating the target gene, measuring the concentration and then serially diluting, and using this calibration curve, the amount or concentration of bacteria in the target sample is determined. Item 8. The method according to any one of Items 1 to 7. 配列番号1〜36のいずれかのヌクレオチド配列からなるプライマーを含む、少なくとも5種の細菌を同時検出及び/又は定量するためのキット。 A kit for simultaneous detection and / or quantification of at least 5 types of bacteria, comprising a primer comprising any one of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 to 36.
JP2013171330A 2013-08-21 2013-08-21 Simultaneous detection method of multiple bacteria and/or simultaneous quantitative method of multiple bacteria Pending JP2015039320A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013171330A JP2015039320A (en) 2013-08-21 2013-08-21 Simultaneous detection method of multiple bacteria and/or simultaneous quantitative method of multiple bacteria

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013171330A JP2015039320A (en) 2013-08-21 2013-08-21 Simultaneous detection method of multiple bacteria and/or simultaneous quantitative method of multiple bacteria

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015039320A true JP2015039320A (en) 2015-03-02

Family

ID=52693848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013171330A Pending JP2015039320A (en) 2013-08-21 2013-08-21 Simultaneous detection method of multiple bacteria and/or simultaneous quantitative method of multiple bacteria

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015039320A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3279337A1 (en) * 2016-08-04 2018-02-07 Servizo Galego de Saúde (SERGAS) Use of short probes between 8 and 9 nucleotides in multiplex assays
EP3280821A4 (en) * 2015-04-07 2018-09-19 Polyskope Labs Detection of one or more pathogens
WO2018206690A1 (en) * 2017-05-12 2018-11-15 Evonik Degussa Gmbh Method for detecting c. perfringens induced diseases in animals
CN110129460A (en) * 2019-03-21 2019-08-16 广西壮族自治区动物疫病预防控制中心 The dual qPCR kit and detection method of two kinds of drug resistant genes of superbacteria
EP3636774A1 (en) * 2017-05-12 2020-04-15 Evonik Operations GmbH Method for detecting c. perfringens induced diseases in animals
JPWO2019044126A1 (en) * 2017-08-30 2020-08-13 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Method for estimating microbial density and microarray for estimating microbial density
CN112011630A (en) * 2020-08-14 2020-12-01 江西中医药大学 Primer group, kit and detection method for detecting escherichia coli and salmonella in medicine
CN116287330A (en) * 2022-12-30 2023-06-23 中国科学院生态环境研究中心 High-flux real-time fluorescent quantitative PCR chip capable of detecting multiple virulence genes and detection method thereof

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3280821A4 (en) * 2015-04-07 2018-09-19 Polyskope Labs Detection of one or more pathogens
US11965216B2 (en) 2015-04-07 2024-04-23 Polyskope Labs Detection of one or more pathogens
WO2018024903A1 (en) * 2016-08-04 2018-02-08 Servizo Galego De Saúde (Sergas) Use of short probes between 8 and 9 nucleotides in multiplex assays
EP3279337A1 (en) * 2016-08-04 2018-02-07 Servizo Galego de Saúde (SERGAS) Use of short probes between 8 and 9 nucleotides in multiplex assays
US11643696B2 (en) 2017-05-12 2023-05-09 Evonik Operations Gmbh Method for detecting C. perfringens induced diseases in animals
WO2018206690A1 (en) * 2017-05-12 2018-11-15 Evonik Degussa Gmbh Method for detecting c. perfringens induced diseases in animals
EP3636774A1 (en) * 2017-05-12 2020-04-15 Evonik Operations GmbH Method for detecting c. perfringens induced diseases in animals
JPWO2019044126A1 (en) * 2017-08-30 2020-08-13 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Method for estimating microbial density and microarray for estimating microbial density
JP7296043B2 (en) 2017-08-30 2023-06-22 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Method for estimating microbial density and microarray for estimating microbial density
CN110129460B (en) * 2019-03-21 2023-07-04 广西壮族自治区动物疫病预防控制中心 Double qPCR (quantitative polymerase chain reaction) kit for two drug-resistant genes of super bacteria and detection method
CN110129460A (en) * 2019-03-21 2019-08-16 广西壮族自治区动物疫病预防控制中心 The dual qPCR kit and detection method of two kinds of drug resistant genes of superbacteria
CN112011630A (en) * 2020-08-14 2020-12-01 江西中医药大学 Primer group, kit and detection method for detecting escherichia coli and salmonella in medicine
CN116287330A (en) * 2022-12-30 2023-06-23 中国科学院生态环境研究中心 High-flux real-time fluorescent quantitative PCR chip capable of detecting multiple virulence genes and detection method thereof
CN116287330B (en) * 2022-12-30 2023-12-05 中国科学院生态环境研究中心 High-flux real-time fluorescent quantitative PCR chip capable of detecting multiple virulence genes and detection method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2015039320A (en) Simultaneous detection method of multiple bacteria and/or simultaneous quantitative method of multiple bacteria
Silva et al. On the track for an efficient detection of Escherichia coli in water: A review on PCR-based methods
CN102605055B (en) Multiplex quantitative PCR (polymerase chain reaction) detection kit for vibrio parahaemolyticus and detection method
US9850545B2 (en) Multi-primer assay for Mycoplasma detection
Jaroenram et al. Xylenol orange-based loop-mediated DNA isothermal amplification for sensitive naked-eye detection of Escherichia coli
Wang et al. Rapid and sensitive detection of Shigella spp. and Salmonella spp. by multiple endonuclease restriction real-time loop-mediated isothermal amplification technique
EP2929051B1 (en) Method for detecting helicobacter pylori dna in a stool sample
US11028431B2 (en) Detection of short homopolymeric repeats
Dong et al. Development of a multiplex loop-mediated isothermal amplification assay to detect shiga toxin-producing Escherichia coli in cattle
Šimenc et al. Rapid differentiation of bacterial species by high resolution melting curve analysis
Klancnik et al. PCR in food analysis
Zhao et al. Enumeration of viable non-culturable Vibrio cholerae using droplet digital PCR combined with propidium monoazide treatment
EP1772522A1 (en) Control of preservation by biomarkers
KR20090100950A (en) Method for detection brucellosis using real time pcr
WO2012087135A1 (en) Genetic markers specific for clostridium difficile ribotypes 027 (nap01/b1; rt 027) and 078 (nap7/8; rt 078) and their use
Maurer The mythology of PCR: a warning to the wise
KR101425149B1 (en) Improved method for diagnosing Mycobacterium tuberculosis using one-tube nested real-time PCR
KR101299627B1 (en) Primers for simultaneous detection of foodborne bacteria and use thereof
JP5243814B2 (en) Bacteria genus-specific primer and bacterial detection method using the primer
JP2009268413A (en) Primer and method for detecting bacillus bacterium using the primer
Aslan et al. Nucleic Acid–Based Methods in the Detection of Foodborne Pathogens
JP6873903B2 (en) Methods for detecting the presence of highly virulent Clostridium difficile strains
WO2010134499A2 (en) Primer set for detecting listeria bacteria
Valiallahi et al. Optimization for Rapid Detection of E. coli O157: H7 Using Real-Time Loop-Mediated Isothermal Amplification
KR101657043B1 (en) Oligonucleotides for detecting gram positive foodborn pathogenic microorganisms and use thereof