CZ303083B6 - Zpusob stanovení alelických variant kappa kaseinu a beta laktoglobulinu u skotu - Google Patents

Zpusob stanovení alelických variant kappa kaseinu a beta laktoglobulinu u skotu Download PDF

Info

Publication number
CZ303083B6
CZ303083B6 CZ20100642A CZ2010642A CZ303083B6 CZ 303083 B6 CZ303083 B6 CZ 303083B6 CZ 20100642 A CZ20100642 A CZ 20100642A CZ 2010642 A CZ2010642 A CZ 2010642A CZ 303083 B6 CZ303083 B6 CZ 303083B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
beta lactoglobulin
kappa casein
ttg
mer
dna
Prior art date
Application number
CZ20100642A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2010642A3 (cs
Inventor
Kyselová@Jitka
Rychtárová@Jana
Czerneková@Vladimíra
Original Assignee
Výzkumný ústav živocišné výroby, v. v. i.
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 Výzkumný ústav živocišné výroby, v. v. i. filed Critical Výzkumný ústav živocišné výroby, v. v. i.
Priority to CZ20100642A priority Critical patent/CZ303083B6/cs
Publication of CZ2010642A3 publication Critical patent/CZ2010642A3/cs
Publication of CZ303083B6 publication Critical patent/CZ303083B6/cs

Links

Landscapes

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

Abstract

Rešení se týká zpusobu stanovení alelických variant kappa kaseinu a beta laktoglobulinu u skotu multiplexní touch down polymerázovou retezovou reakcí (PCR), který je charakterizovaný tím, že amplifikace alelických variant se provádí s primery o složení Kappa kasein CSN3 F: 5´ - CCA TTG CTA GTG GTG AGC CTA C - 3´ (22 mer) CSN3 R: 5´ - CCT GCG TTG TCT TCT TTG ATG TC - 3´ (23 mer) o délce amplikonu DNA 175 bp a Beta laktoglobulin LGB F: 5´ - TTG TGC TGG ACA CCG ACT AC - 3´ (20 mer), LGB R: 5´ - GCA GCG AGG ACC ACA CAG - 3´ (18 mer) o délce amplikonu DNA 142 bp a poté se analýzou krivky tání specifických heteroduplexu DNA s vysokým rozlišením (HRM) v Light Cycler 480 II Real time PCR systému, která je nove aplikovaná a optimalizovaná pro stanovení genetického polymorfismu kappa kaseinu a beta laktoglobulinu u skotu, presne a soucasne urcí genotypy kappa kaseinu, varianty A, B a E a beta laktoglobulinu, varianty A a B.

Description

Způsob stanovení alelických variant kappa kaseinu a beta laktoglobulinu u skotu
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu stanovení genetického polymorfismu kappa kaseinového (CSN3) a beta laktoglobullnového (LGB) lokusu u skotu.
io Dosavadní stav techniky
Genetický polymorfismus a skladba alelických variant mléčných proteinů prokazatelně ovlivňují nejen užitkovost, obsah proteinů a dalších biologicky významných složek v mléce, ale i technologické vlastnosti a zpracovatelské charakteristiky mléka, produkci a kvalitu sýrů a dalších mléč15 ných výrobků. Sledování výskytu jednotlivých variant mléčných proteinů v populaci je významným podkladem pro následný šlechtitelský proces, zvyšování užitkovosti dojeného skotu a kvality mléčného proteinu.
Genetický polymorfismus kappa kaseinu a beta laktoglobulinu je nejčastěji charakterizován jed20 nou nebo několika nukleotidovými substitucemi uvnitř kódující DNA, které vedou k výskytu různých alelických variant. Tyto mutace jsou spojeny s aminokyselinovými záměnami u zralého proteinu a změně jeho výsledné struktury a fyzikálně chemických vlastností. Za technologicky nej významnější a současně u evropských populací skotu nej frekventovanější jsou považovány alelické varianty A, B a E u kappa kaseinu a A a B u beta laktoglobulinu. Kappa kasein B se liší od A varianty substitucí aminokyseliny Ile za Thr v pozici 136 a Ala za Asp v pozici 148. Na úrovni DNA dochází k substituci C 5309 -T, respektive A 5345 C (GenBank X14908) v exonu 4. Varianta E se liší od varianty A substitucí Gly 155 za Ser 155, charakterizovanou také jako záměna G 5365 A ve stejném exonu (GenBank XI4908). Beta Iaktoglobulin B se odlišuje od varianty A na 64. pozici substitucí Asp za Gly a na 118. pozici substituci Val za Ala, které na nukleotidové úrovni korespondují se záměnami A 3984 G v exonu 3 a T 5263 C v exonu 4 genu LGB (GenBank X14710). Mutace v popsaných oblastech genů způsobují alteraci restrikčních míst - míst štěpení molekuly DNA, které jsou rozeznávány restrikčními endonukleázami HindlII a BsuRI a vznik délkového polymorfismu generovaných restrikčních fragmentů DNA.
Nejpoužívanější analytickou technikou pro stanovení alelických variant na úrovni DNA je dosud metoda PCR-RFLP. DNA je nejprve amplifikována in vitro metodou polymerázové řetězové reakce se specifickými oligonukleotidovými primery v DNA termocykleru a poté je specificky štěpena restrikčními endonukleázami. Vzniklé fragmenty studovaného amplikonu jsou elektroforeticky rozděleny podle své velikosti. Každému genotypu odpovídá jiný elektroforetický vzor, který vede kjeho identifikaci. Tato časově poměrně náročná metoda zatím nebyla optimalizována pro současné stanovení genetického polymorfismu u více genů mléčných proteinů, její spolehlivost je do značné míry ovlivněna lidským faktorem a zkušeností experimentátora a vyžaduje práci se zdraví škodlivými chemickými látkami karcinogenního charakteru, což je velmi nežádoucí.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky odstraňuje způsob stanovení alelických variant kappa kaseinu a beta lakto50 globulinu u skotu multiplexní touch down polymerázovou řetězovou reakcí (PCR) podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že amplifikace alelických variant se provádí s primery o složení
- 1 CZ 303083 B6
Kappa kasein
CSN3 F: 5 - CCA TTG CTA GTG GTG AGC CTA C- 3'(22 mer)
CSN3 R: 5' - CCT GCG TTG TCT TCT TTG ATG TC - 3' (23 mer) o délce amplikonu DNA 175 bp a
Beta laktoglobulin
LGB F: 5' - TTG TGC TGG ACA CCG ACT AC - 3' (20 mer)
LGB R: 5' - GCA GCG AGG ACC ACA CAG -3(18 mer) o délce amplikonu DNA 142 bp a poté se analýzou křivky tání specifických heteroduplexů DNA s vysokým rozlišením (HRM) v Light Cycler 480 II Reál time PCR systému, která je použitá a optimalizovaná právě pro stanovení genetického polymorfismu kappa kaseinu a beta laktoglobulinu u skotu, přesně a současně určí genotypy kappa kaseinu, varianty A, B a E a beta laktoglobulinu, varianty A a B.
Podstatou vynálezu jsou také nové primery pro stanovení alelických variant kappa kaseinu a beta laktoglobulinu u skotu o složení Kappa kasein
CSN3 F: 5' - CCA TTG CTA GTG GTG AGC CTA C - 3' (22 mer)
CSN3 R: 5' - CCT GCG TTG TCT TCT TTG ATG TC - 3' (23 mer) o délce amplikonu DNA 175 bp a
Beta laktoglobulin
LGB F: 5' - TTG TGC TGG ACA CCG ACT AC - 3' (20 mer)
LGB R: 5' - GCA GCG AGG ACC ACA CAG - 3' (18 mer) o délce amplikonu DNA 142 bp.
Principem způsobu podle vynálezu, tedy současného (simultánního) stanovení alelických variant A, B a E kappa kaseinu a A a B beta laktoglobulinu, je analýza křivky tání DNA s vysokým rozlišením, která detekuje přítomnost vzájemně odlišných sekvencí v PCR amplikonech (PCRHRM). Amplifikace analyzovaných sekvencí a následná genotypizační analýza probíhají v LightCycler 480 II Real-Time PCR systému. Cílové sekvence jsou amplifikovány v přítomnosti saturujícího interkalačního fluorescenčního barviva, které se váže pouze k dsDNA, intenzita snímané fluorescence je úměrná narůstající koncentraci amplifikované DNA v reálném čase. Bezprostředně po ukončení PCR amplifikace jsou amplikony krátce denaturovány a pak rychle reanelovány. V průběhu procesu velice pomalého opětného narůstání teploty, který je monitorován, dochází k postupnému tání duplexu DNA. Přítomnost nukleotidové mutace se projeví změnou fluorescenčního signálu při dosažení specifické teploty tání (Tm) a změnou průběhu výsledné křivky tání molekuly DNA, která je analyzována softwarovým modulem přístroje.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že stanovení variant A, B a E kaseinu a A a B beta laktoglobulinu se provádí současně v jedné reakci s novými primery, které byly designovány s ohledem na aplikaci technik multiplexní touch down PCR a HRM. Způsob podle vynálezu nevyžaduje použití žádných specifických značených DNA sond pro detekci mutací. Sled operací probíhá kontinuálně bez přerušení od vložení PCR reakční směsi do přístroje Light Cycler po stanovení jednotlivých genotypů bez nutnosti zásahu obsluhy, čímž se významně snižuje čas nezbytný pro analýzu genotypů. Metoda PCR-HRM pro genotypizaci mléčných proteinů skotu je celkově robustnější, přesnější, rychlejší i ekonomicky výhodnější než starší metoda PCR-RFLP.
_ i .
Způsob podle vynálezu se provádí na principu dvou bezprostředně navazujících technik. Techniku multiplex touch down polymerázové řetězové reakce (PCR) přepracovali původci vynálezu s využitím publikovaných anotovaných sekvencí genů CSN3 a LGB (GenBank XI4908 a XI4710). Specifíta primerů DNA byla ověřena programem BLAST (NCBI, USA) a délka a s nukleotidová sekvence amplikonů obou genů byla potvrzena nezávislými metodami: elektroforézou (3 % agarózový gel) a resekvenováním v automatickém DNA kapilárním sekvenátoru
3130 Genetic Analyzer (Live Technologies, USA). Podmínky techniky analýzy křivky tání DNA amplikonů s vysokým rozlišením (HRM) byly pro účely vynálezu optimalizovány původci.
io Způsob podle vynálezu na určování genetických variant kappa-kaseinu A, B a E a beta-laktoglobulinu A a B je jednoznačný, velmi rychlý, jednoduchý, za přiměřenou cenu a bez používání škodlivých chemikálií. Reakční směs, používaná při PCR-HRM u způsobu podle vynálezu, obsahuje následující složky: genomickou DNA, polymerázu Taq DNA, 2 páry primerů, chlorid horečnatý, reakční pufr, dNTP mix a HRM barvivo. Po ukončení amplifikace DNA je získaný produkt bezprostředně podroben analýze HRM, při kterém dochází k tání dsDNA a vzniku jednořetězcové DNA, která není schopna dále vázat barvivo a generovat fluorescenci. Výsledkem změny fluorescenčního signálu v závislosti na teplotě je graf křivek tání analyzovaných amplikonů DNA s odlišnými vrcholy (píky) u jednotlivých vzorků (genotypů).
Na přiložených obrázcích je na Obr. 1 znázorněn graf normalizovaných teplotních profilů křivek tání amplikonů DNA kappa kaseinu (CSN3) v módu závislosti relativních rozdílů fluorescenčního signálu (osa y) různých genotypů na teplotě tání (osa x); Light Cycler 480 II Reál time PCR systém. Na Obr. 2 je znázorněn graf normalizovaných teplotních profilů křivek tání amplikonů DNA beta laktoglobulinu (LGB) v módu závislosti relativních rozdílů fluorescenčního signálu (osa y) různých genotypů na teplotě tání (osa x); Light Cycler 480 II Reál time PCR systém.
Následující příklad provedení způsob podle vynálezu pouze dokládá, aniž by ho jakkoliv omezoval.
Příklad provedení
Příklad 1
Polymerázová řetězová reakce (PCR) pro amplifikaci specifických úseků CSN3 a LGB, zahrnujících příčinné mutace byla, připravována původci vynálezu podle následujících podmínek:
μΙ PCR směsi obsahovalo 16 až 24 ng genomické DNA, dále 0,2 μΜ každého primerů, 1 x koncentrovanou reakční směs High Resolution Melting Master (obsahuje FastStart DNA polymerázu, dNTP mix, reakční pufr a HRM barvivo, firma Roche, Francie) a 2,5 mM chloridu hořečnatého (MgCl2).
Amplifikace metodou PCR a HRM analýza DNA probíhala v Light Cycler 480 II Reál time PCR systému (Roche, Francie) podle následujícího programu PCR: úvodní denaturace 95 °C po dobu 10 min; pak následuje 45 cyklů touch down PCR: l. krok denaturační pri 95 °C 10 sec. 2. krok anelační při 60 °C 15 sec. 3. krok elongační při 72 °C 15 sec. V pořadí od 5. cyklu se teplota anelačního kroku snižuje o 0,4 °C každý cyklus na výslednou teplotu 50 °C od 25. cyklu.
Získané PCR produkty jsou dále podrobeny HRM analýze za následujících podmínek: 1. Denaturace 95 °C po dobu 1 sec. 2. Reanelace a tvorba heteroduplexu 40 °C dobu 1 min, 3. Tání amplikonu v nastaveném rozsahu 70 až 99 °C kontinuálně, ramp rate 0,02 °C. Během tání amplikonů je zaznamenávána intenzita fluorescence, která prudce klesá při oddálení komplementárních
-3CZ 303083 B6 řetězců DNA v závislosti na charakteru nukleotidové substituce. Každý z analyzovaných genotypů má jiný, charakteristický tvar křivky tání heteroduplexu DNA (viz Obr. 1 a 2), který vede k jejich diskriminaci. Přitom simultánní HRM analýza CSN3 a LGB je umožněna odlišnou hodnotou Tm jejich amplikonů.
Způsob podle vynálezu byl původci s úspěchem ověřen v laboratořích Výzkumného ústavu živočišné výroby, v.v.i., Praha - Uhříněves, CZ.
Průmyslová využitelnost
Řešení se týká přesného, rychlého a levného stanovení genetických variant A, B a E kappa kaseinu a A a B beta laktoglobulinu u skotu, které ovlivňují produkci, strukturu a fyzikálně chemické vlastnosti obou mléčných bílkovin a jsou tudíž relevantní pro technologické charakteristiky a výtěžnost mléčných produktů ve zpracovatelském mlékárenském průmyslu.
Vysvětlení zkratek použitých v textu
LGB - beta laktoglobulín
CSN3 - kappa kasein
DNA - deoxyribonukleová kyselina dNTP - směs 4 deoxyribonukleosid trifosfátů (mix tvořený dATP deoxyadenosintrifosfát, dCTP deoxyeytidintrifosfát, dUTP - deoxy urid i ntr i fosfát, dGTP - deoxyguanosintrifosfát v poměru 1:1:1:1) ds DNA - dvouřetězcová DNA
HRM - analýza křivky tání DNA s vysokým rozlišením multiplexní PCR - amplifíkace minimálně 2 různých DNA úseků v jedné reakci
PCR - polymerázová řetězová reakce primer - oligonukleotidový úsek specificky se vážící ke komplementární DNA ramp rate - velikost změny teploty v čase
RFLP - polymorfismus délky restrikčních fragmentů DNA touch down PCR - amplifíkace DNA s postupným kontrolovaným poklesem teploty anelace primerů, omezuje výskyt nespecifických produktů amplifíkace

Claims (2)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob stanovení alelických variant kappa kaseinu a beta laktoglobulinu u skotu multiplexní touch down polymerázovou řetězovou reakcí (PCR), vyznačující se tím, že amplifíkace alelických variant se provádí s příměry o složení
    Kappa kasein
    CSN3 F: 5' - CCA TTG CTA GTG GTG AGC CTA C - 3' (22 mer)
    CSN3 R: 5 - CCT GCG TTG TCT TCT TTG ATG TC - 3' (23 mer) o délce amplikonů DNA 175 bp a
    Beta laktoglobulín
    LGB F: 5' - TTG TGC TGG ACA CCG ACT AC - 3' (20 mer)
    -4CZ 303083 B6
    LGB R: 5' - GCA GCG AGG ACC ACA CAG - 3' (18 mer) o délce amplikonu DNA 142 bp, a poté se analýzou křivky tání specifických heteroduplexů DNA s vysokým rozlišením (HRM) i Light Cycler 480 II Reál time PCR systému, která je nově aplikovaná a optimalizovaná pro sta
    5 novení genetického polymorfísmu kappa kaseinu a beta laktoglobulinu u skotu, přesně a součas ně určí genotypy kappa kaseinu, varianty A, B a E a beta laktoglobulinu, varianty A a B.
  2. 2. Primery pro stanovení alelických variant kappa kaseinu a beta laktoglobulinu u skotu o slo žení io Kappa kasein
    CSN3 F: 5' - CCA TTG CTA GTG GTG AGC CTA C - 3' (22 mer)
    CSN3 R: 5' - CCT GCG TTG TCT TCT TTG ATG TC - 3' (23 mer) o délce amplikonu DNA 175 bp a
    15 Beta laktoglobulin
    LGB F: 5' - TTG TGC TGG ACA CCG ACT AC - 3' (20 mer)
    LGB R: 5' - GCA GCG AGG ACC ACA CAG -3 (18 mer) o délce amplikonu DNA 142 bp.
CZ20100642A 2010-08-26 2010-08-26 Zpusob stanovení alelických variant kappa kaseinu a beta laktoglobulinu u skotu CZ303083B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20100642A CZ303083B6 (cs) 2010-08-26 2010-08-26 Zpusob stanovení alelických variant kappa kaseinu a beta laktoglobulinu u skotu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20100642A CZ303083B6 (cs) 2010-08-26 2010-08-26 Zpusob stanovení alelických variant kappa kaseinu a beta laktoglobulinu u skotu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2010642A3 CZ2010642A3 (cs) 2012-03-21
CZ303083B6 true CZ303083B6 (cs) 2012-03-21

Family

ID=45816260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20100642A CZ303083B6 (cs) 2010-08-26 2010-08-26 Zpusob stanovení alelických variant kappa kaseinu a beta laktoglobulinu u skotu

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ303083B6 (cs)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ2006786A3 (cs) * 2006-12-08 2008-01-23 Výzkumný ústav živočišné výroby, v.v.i. Způsob detekce genetických variant A a B alel ukozího kapa-kaseinu
CZ2007198A3 (cs) * 2007-03-14 2008-05-21 Výzkumný ústav živocišné výroby, v. v. i. Zpusob detekce genetického polymorfizmu u ovcího kappa-kaseinu

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ2006786A3 (cs) * 2006-12-08 2008-01-23 Výzkumný ústav živočišné výroby, v.v.i. Způsob detekce genetických variant A a B alel ukozího kapa-kaseinu
CZ2007198A3 (cs) * 2007-03-14 2008-05-21 Výzkumný ústav živocišné výroby, v. v. i. Zpusob detekce genetického polymorfizmu u ovcího kappa-kaseinu

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Alexander et al.: "Isolation and characterization of the bovine beta-lactoglobulin gene", GenBank X14710, 1992 *
HallÚn E. et al.: "Effect of genetic polymorphism of milk proteins on rheology of chymosin-induced milk gels", Int. Dairy J., Vol. 17, 791-799, 2007 *
Medrano J.F. et al.: " Genotyping of bovine kappa-casein loci following DNA sequence amplification. Bio/Technology, Vol. 8, 144-146, 1990 *
Mercier J.C., Vilotte J.L.: " Structure and function of milk protein genes", J.Dairy Sci., Vol. 76(10), 3079-98, 1993 *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2010642A3 (cs) 2012-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105339508B (zh) Hla基因的多重dna分型方法和试剂盒
Amills et al. Isolation of genomic DNA from milk samples by using Chelex resin
WO2008056325B1 (en) Process for animal species identification in samples with genetic material based on mitochondrial dna size variation
Sharma et al. High resolution melt curve analysis for the detection of A1, A2 β-casein variants in Indian cows
CN103320518B (zh) 突触核蛋白内含子1甲基化水平检测方法
CZ303083B6 (cs) Zpusob stanovení alelických variant kappa kaseinu a beta laktoglobulinu u skotu
Kyseľová et al. Simultaneous identification of CSN3 and LGB genotypes in cattle by high-resolution melting curve analysis
Minarovič et al. Animal species identification by PCR–RFLP of cytochrome b
Ilie et al. High-resolution melting assay as a tool for identification of CSN3 genotypes in cattle population
CZ21362U1 (cs) Primery pro stanovení alelických variant kappa kaseinu a beta laktoglobulinu u skotu
Soejima et al. Rapid detection of haptoglobin gene deletion in alkaline-denatured blood by loop-mediated isothermal amplification reaction
CZ34779U1 (cs) Sada pro detekci polymorfismu (SNPs) v exonu 7 a 9 genu beta kaseinu (CSN2) u koz
Karl et al. Cost-effective sequence-based nonhuman primate MHC class I genotyping from RNA
CZ298679B6 (cs) Zpusob detekce genetických variant A a C alel u kozího beta-kaseinu
RU2851233C1 (ru) Набор синтетических олигонуклеотидов для выявления аллельного состояния гена устойчивости к вирусу бронзовости томата Sw-5
KR101628047B1 (ko) 직접 핵산 증폭용 조성물 및 이를 이용한 직접 핵산의 증폭방법
JP5530185B2 (ja) 核酸検出方法及び核酸検出用キット
Zaqeer et al. Genetic polymorphism of-Lg gene in Iraqi buffalo using Polymerase Chain Reaction–Restriction Fragment Length Polymorphism
CZ300952B6 (cs) Zpusob detekce genetického polymorfizmu (A/G) ovcího beta kaseinu
CA2753235A1 (en) Method of cell-line identification
CZ35854U1 (cs) Sada pro určení alelických variant v genu Toll-like receptoru 4 u skotu
Balteanu et al. Genetic polymorphisms of αS1-casein (CSN1s1) and β-casein (CSN2) genes in Carpathian goat breed.
Ilie et al. Rapid and sensitive detection of BLAD in cattle population
Yusuf et al. Biotica Research Today
Nejad et al. Allelic polymorphism of exon 2 in BMP15 gene in F1 crossbred sheep from crossing Romanov rams with Kermani ewes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20160826