JP2007159533A - Primer for detecting clostridium perfringens and method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for quickly and specifically detecting Clostridium perfringens or Clostridium perfringens holding a enterotoxin gene in an environmental examination, a food examination, a clinical examination, or the like. <P>SOLUTION: A primer set for detecting Clostridium perfringens or Clostridium perfringens holding an enterotoxin gene by LAMP method is characterized by comprising at least four kinds of LAMP primers capable of being annealed in a specific region of the cpa gene of the Clostridium perfringens. A primer set comprises at least four kinds of LAMP primers capable of being annealed in a specific region of the cpe gene of the Clostridium perfringens. Also, the method using these LAMP primer sets is provided for detecting the Clostridium perfringens or Clostridium perfringens holding an enterotoxin gene. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ウエルシュ菌(Clostridium perfringens)を迅速かつ正確に検出するためのプライマーセットおよび方法に関する。 The present invention relates to a primer set and method for rapidly and accurately detecting Clostridium perfringens .

より具体的には、本発明は、LAMP(loop-mediated isothermal amplification)法によりウエルシュ菌のcpa遺伝子またはcpe遺伝子の増幅を検出することを含む、エンテロトキシン遺伝子を保有するまたは保有しないウエルシュ菌の検出のための方法およびプライマーセットに関する。   More specifically, the present invention relates to the detection of Clostridium perfringens with or without the enterotoxin gene, comprising detecting amplification of the cpa gene or cpe gene of Clostridium perfringens by LAMP (loop-mediated isothermal amplification) method. And a primer set.

ウエルシュ菌は食中毒の主要な原因菌であることから病原性の面で非常に重要な菌種であると考えられている。この細菌は、哺乳動物、鳥類をはじめ食肉、乳および乳製品、飼料さらに土壌や水などの各種環境に広く分布している。食品の汚染源としては、環境中に広く分布している(非特許文献1)。   Since Clostridium perfringens is a major cause of food poisoning, it is considered to be a very important bacterial species in terms of pathogenicity. This bacterium is widely distributed in various environments such as mammals, birds, meat, milk and dairy products, feed, soil and water. As a food contamination source, it is widely distributed in the environment (Non-Patent Document 1).

ウエルシュ菌による食中毒症状を惹起する主原因は、芽胞形成時に発現される分子量35kDaのタンパク毒素であるエンテロトキシンである。エンテロトキシンは芽胞形成時に生成され菌体からの成熟芽胞の遊離に伴って放出されると考えられている(非特許文献2)。   The main cause of food poisoning caused by C. perfringens is enterotoxin, a protein toxin with a molecular weight of 35 kDa that is expressed during spore formation. It is thought that enterotoxin is produced at the time of spore formation and is released along with the release of mature spore from the cells (Non-patent Document 2).

ウエルシュ菌は、グラム陽性の偏性嫌気性菌で芽胞を偏在性に形成する大桿菌である。従来、ウエルシュ菌を生化学性状で判定する場合、運動性、レシチナーゼ、レシチナーゼ制御試験、硝酸塩還元、ゼラチン液化、ラクトース醗酵、糖分解性試験などを行い判定していた(非特許文献3)。   Clostridium perfringens is a gram-positive obligate anaerobic bacterium that forms spores ubiquitously. Conventionally, when judging C. perfringens by biochemical properties, it has been determined by performing motility, lecithinase, lecithinase control test, nitrate reduction, gelatin liquefaction, lactose fermentation, saccharolytic test, etc. (Non-patent Document 3).

ウエルシュ菌の検出には増菌や分離培養などを経て各種生化学試験などを行うが、これらの手法は結果を得るまでに時間を要することから、遺伝子を用いた試験法が注目されている。例えば、ウエルシュ菌に特異的な遺伝子領域を増幅し、確認するPCR (Polymerase Chain Reaction) 法が広く用いられている(非特許文献4)。   For detection of Clostridium perfringens, various biochemical tests and the like are performed through enrichment and isolation culture. Since these methods require time to obtain results, gene-based test methods have attracted attention. For example, a PCR (Polymerase Chain Reaction) method for amplifying and confirming a gene region specific to Clostridium perfringens is widely used (Non-patent Document 4).

しかし、PCR法を用いた細菌の検出法は反応を行うために特別な機器を必要とし、最終判定方法のひとつであるアガロースゲル電気泳動法などに多大な時間と労力を要する。   However, the bacterial detection method using the PCR method requires a special instrument for performing the reaction, and agarose gel electrophoresis, which is one of the final determination methods, requires a lot of time and labor.

また、ウエルシュ菌は少なくとも14種類の毒素を産生するが、このうちエンテロトキシンは食中毒の原因となる毒素であることから、検出されたウエルシュ菌株についてはエンテロトキシン産生試験が必要となる。種々のウエルシュ菌分離株に関する調査の結果、cpe遺伝子の保有あるいはエンテロトキシンの産生能は、調査された菌株のうち6%以下と比較的少数の菌株でしか認められないことが報告されている(非特許文献5および非特許文献6)。   In addition, Clostridium perfringens produces at least 14 types of toxins. Of these, enterotoxins are toxins that cause food poisoning, and therefore, enterotoxin production tests are required for the detected Welsh strains. As a result of investigations on various Clostridium perfringens isolates, it has been reported that possession of cpe gene or enterotoxin production ability is observed only in a relatively small number of strains of 6% or less of the investigated strains (non- Patent Document 5 and Non-Patent Document 6).

エンテロトキシンは、アミノ酸残基数319からなる分子量35,317のタンパク質であり、60℃、10分間の加熱、またはpH4.0以下、で失活する易熱性の毒素である(非特許文献3)。ウエルシュ菌A型菌由来のエンテロトキシン遺伝子(cpe遺伝子)の全塩基配列は既に報告されている(非特許文献7および非特許文献8)。   Enterotoxin is a protein having a molecular weight of 35,317 consisting of 319 amino acid residues, and is a heat-labile toxin that is inactivated by heating at 60 ° C. for 10 minutes or at pH 4.0 or less (Non-patent Document 3). The entire nucleotide sequence of the enterotoxin gene (cpe gene) derived from Clostridium perfringens type A has already been reported (Non-patent Documents 7 and 8).

ウエルシュ菌のエンテロトキシン検査には、分離された菌株が産生したエンテロトキシンタンパク質を免疫学的な手法で検出する方法と、ウエルシュ菌DNA上にコードされているエンテロトキシン構造遺伝子の有無を遺伝子学的な手法で検出する方法が主に用いられている。   For the enterotoxin test of Clostridium perfringens, the enterotoxin protein produced by the isolated strain is detected by immunological techniques, and the presence or absence of the enterotoxin structural gene encoded on the DNA of Clostridium perfringens is determined by genetic techniques. The detection method is mainly used.

免疫学的検出法としては逆受身ラテックス凝集反応法(RPLA法)が知られており、培地中に産生されたエンテロトキシン(抗原)を、抗エンテロトキシン抗体で感作したラテックス粒子との免疫凝集反応によって検出する方法であるが、結果を得るまでに最短でも2日間を要する(非特許文献3)。   As an immunological detection method, the reverse passive latex agglutination method (RPLA method) is known, and enterotoxin (antigen) produced in the medium is immunized with latex particles sensitized with an anti-enterotoxin antibody. Although it is a detection method, it takes at least two days to obtain a result (Non-patent Document 3).

一方、遺伝子学的検出法としては、本菌のエンテロトキシンに特異的な遺伝子領域を増幅し、確認するPCR法が広く用いられている(特許文献1および非特許文献5)。しかし、PCR法には、上述のように、多大な時間と労力を要するという欠点がある。   On the other hand, as a genetic detection method, a PCR method for amplifying and confirming a gene region specific to the enterotoxin of the present bacterium is widely used (Patent Document 1 and Non-Patent Document 5). However, as described above, the PCR method has a drawback that it requires a lot of time and labor.

近年、新しい遺伝子増幅法の一つとしてLAMP反応を利用する方法が栄研化学社(栃木、日本)によって開発された。この方法は、等温核酸増幅法であり、高い特異性および増幅効率を有し、反応から検出まで1時間程度で行うことができる(特許文献2および非特許文献9)。   Recently, a method using the LAMP reaction as one of new gene amplification methods was developed by Eiken Chemical Co., Ltd. (Tochigi, Japan). This method is an isothermal nucleic acid amplification method, has high specificity and amplification efficiency, and can be performed in about 1 hour from reaction to detection (Patent Document 2 and Non-Patent Document 9).

特開平11-239484号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-239484 特開2002-330796号公報JP 2002-330796 A 食品汚染病原微生物, 2003, 312-326Food-contaminating pathogenic microorganisms, 2003, 312-326 日食微, 1997, Vol.14, No1, 35-42Solar eclipse, 1997, Vol.14, No1, 35-42 防菌防黴, 2001, Vol.29, No10, 675-685Antibacterial fungus, 2001, Vol.29, No10, 675-685 Let. Appl. Microbiol., 1997,25,339-344Let. Appl. Microbiol., 1997,25,339-344 J. Clin. Microbiol., 1994,32,2533-2539J. Clin. Microbiol., 1994,32,2533-2539 Am. J. Vet. Res., 1996,57,496-501Am. J. Vet. Res., 1996,57,496-501 Infect Immun., 1993,61,3429-3439Infect Immun., 1993,61,3429-3439 J. Gen. Microbiol., 1989,135,903-909J. Gen. Microbiol., 1989,135,903-909 T. Notomiら, Nucleic Acids research, 2000, 28(12), e63T. Notomi et al., Nucleic Acids research, 2000, 28 (12), e63

本発明の目的は、LAMP法によってウエルシュ菌(Clostridium perfringens)、特にエンテロトキシン遺伝子を保有するまたは保有しないウエルシュ菌、を特異的に検出可能であるプライマーセットを提供することである。 An object of the present invention is to provide a primer set that can specifically detect Clostridium perfringens , particularly Clostridium perfringens , which has or does not have an enterotoxin gene, by the LAMP method.

本発明の別の目的は、上記プライマーセットを用いて上記ウエルシュ菌を特異的に検出する方法を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a method for specifically detecting the Clostridium perfringens using the primer set.

本発明者は、上記課題を解決するため検討を行った結果、ウエルシュ菌のcpa遺伝子に選択的にハイブリダイズするオリゴヌクレオチドプライマーを作製し、このオリゴヌクレオチドをプライマーとしてLAMP法により増幅することにより、ウエルシュ菌を検体中から特異的、簡便、迅速かつ高感度に検出することを見出し、本発明を完成した。   As a result of studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor produced an oligonucleotide primer that selectively hybridizes to the cpa gene of Clostridium perfringens, and amplifies this oligonucleotide as a primer by the LAMP method. The present invention was completed by discovering that Clostridium perfringens was detected specifically, conveniently, quickly and with high sensitivity from a specimen.

また同時に、本発明者は、ウエルシュ菌のcpe遺伝子に選択的にハイブリダイズするオリゴヌクレオチドプライマーを作製し、このオリゴヌクレオチドをプライマーとしてLAMP法により増幅することにより、ウエルシュ菌エンテロトキシン遺伝子を検体中から特異的、簡便、迅速かつ高感度に検出することを見出し、本発明を完成した。   At the same time, the present inventor prepared an oligonucleotide primer that selectively hybridizes to the C. perfringens cpe gene, and amplifies it by the LAMP method using this oligonucleotide as a primer. The present invention has been completed by finding that detection is simple, simple, rapid and highly sensitive.

すなわち、本発明は、要約すると、以下の特徴を有する。
本発明は、第1の態様において、ウエルシュ菌検出用LAMPプライマーセットであって、ウエルシュ菌のcpa遺伝子の特定領域にアニーリング可能な配列番号1〜4に示されるそれぞれ塩基配列FIP、BIP、F3およびB3からなる4種のプライマーを含むセットを提供する。
That is, the present invention can be summarized as follows.
In the first aspect, the present invention provides a LAMP primer set for detecting C. perfringens, each of which has the base sequences FIP, BIP, F3 and SEQ ID NOs: A set comprising 4 primers consisting of B3 is provided.

その実施形態において、上記プライマーセットは、配列番号1〜4の4種のプライマーに加えて、配列番号5および6に示されるそれぞれ塩基配列Loop-FおよびLoop-Bからなる2種のプライマーをさらに含むことができる。   In the embodiment, the primer set further includes two kinds of primers consisting of base sequences Loop-F and Loop-B shown in SEQ ID NOs: 5 and 6, respectively, in addition to the four kinds of primers of SEQ ID NOS: 1-4. Can be included.

本発明は、第2の態様において、エンテロトキシン遺伝子を保有するウエルシュ菌を検出するためのLAMPプライマーセットであって、ウエルシュ菌のcpe遺伝子の特定領域にアニーリング可能な配列番号7〜10に示されるそれぞれ塩基配列FIP、BIP、F3およびB3からなる4種のプライマーを含むセットを提供する。   In the second embodiment, the present invention provides a LAMP primer set for detecting a C. perfringens having an enterotoxin gene, which can be annealed to a specific region of a cpe gene of C. perfringens. A set comprising four kinds of primers consisting of base sequences FIP, BIP, F3 and B3 is provided.

その実施形態において、上記プライマーセットは、配列番号7〜10の4種のプライマーに加えて、配列番号11および12に示されるそれぞれ塩基配列Loop-FおよびLoop-Bからなる2種のプライマーをさらに含むことができる。   In the embodiment, the primer set further includes two kinds of primers consisting of base sequences Loop-F and Loop-B shown in SEQ ID NOs: 11 and 12, respectively, in addition to the four kinds of primers of SEQ ID NOs: 7 to 10. Can be included.

本発明は、第3の態様において、エンテロトキシン遺伝子を保有するまたは保有しないウエルシュ菌を検出する方法であって、ウエルシュ菌のcpa遺伝子またはcpe遺伝子の増幅をLAMP法によって検出することを含む方法。   In the third aspect, the present invention is a method for detecting Clostridium perfringens that has or does not have an enterotoxin gene, the method comprising detecting amplification of the cpa gene or cpe gene of Clostridium perfringens by the LAMP method.

その実施形態において、LAMP法が、(i)上記の配列番号1〜4の4種のプライマーを含むLAMPプライマーセット、または(ii)配列番号1〜4の4種のプライマーに加えて、配列番号5および6の2種のプライマーをさらに含むLAMPプライマーセット、を用いて行われる。   In that embodiment, the LAMP method comprises (i) a LAMP primer set comprising the four primers of SEQ ID NOs: 1 to 4 above, or (ii) the four primers of SEQ ID NOs: 1-4, This is carried out using a LAMP primer set further comprising two kinds of primers 5 and 6.

その別の実施形態において、LAMP法が、(i)上記の配列番号7〜10の4種のプライマーを含むLAMPプライマーセット、または(ii)配列番号7〜10の4種のプライマーに加えて、配列番号11および12の2種のプライマーをさらに含むLAMPプライマーセット、を用いて行われる。   In another embodiment thereof, the LAMP method comprises (i) a LAMP primer set comprising the four primers of SEQ ID NOs: 7 to 10 above, or (ii) four primers of SEQ ID NOs: 7 to 10, This is performed using a LAMP primer set further comprising two primers of SEQ ID NOs: 11 and 12.

本発明のウエルシュ菌cpa遺伝子増幅用プライマーセットはいずれも、LAMP法によりウエルシュ菌を特異的に検出可能である(後述の表1)。種々の細菌株について試験した結果、本発明のプライマーセットによってそのすべてのウエルシュ菌株が陽性に検出された。一方、他のクロストリジウム属細菌種に対してはいずれも陰性の結果が得られた。   Any of the primer sets for amplifying the C. perfringens cpa gene of the present invention can specifically detect C. perfringens by the LAMP method (Table 1 described later). As a result of testing on various bacterial strains, all the Welsh strains were positively detected by the primer set of the present invention. On the other hand, negative results were obtained for all other Clostridium species.

また、本発明のウエルシュ菌cpe遺伝子増幅用プライマーセットはいずれも、LAMP法によりエンテロトキシン遺伝子を保有するウエルシュ菌を特異的に検出可能である(後述の表2)。種々の細菌株について試験した結果、本発明のプライマーセットによってウエルシュ菌エンテロトキシン遺伝子保有株についてのみ陽性に検出された。   In addition, any of the primer sets for amplifying the C. perfringens cpe gene of the present invention can specifically detect C. perfringens having the enterotoxin gene by the LAMP method (Table 2 described later). As a result of testing various bacterial strains, only the strains possessing the C. perfringens enterotoxin gene were detected positively by the primer set of the present invention.

本発明により、エンテロトキシン遺伝子を保有するまたは保有しないウエルシュ菌を特異的、簡便、迅速かつ高感度に検出することができる。   According to the present invention, Clostridium perfringens that has or does not have an enterotoxin gene can be detected specifically, simply, rapidly, and with high sensitivity.

ウエルシュ菌は多種類の毒素を産生するが、このうち主要毒素であるα、β、εおよびι毒素の産生性によってA〜E型の5つの毒素型に分類される(防菌防黴, 2001, 29(10), 675〜685)。このうちα毒素はA〜E型において共通して産生される毒素である。ウエルシュ菌のcpa遺伝子産物はα毒素であり、このタンパク質は溶血、皮膚壊死、好中球活性化、血小板凝集などを示す(細菌毒素ハンドブック, 2002,131-138)。   Clostridium perfringens produces a wide variety of toxins, and among them, the main toxins α, β, ε, and ι toxins are classified into five toxin types A to E (bacterial and fungal protection, 2001). , 29 (10), 675-685). Among these, alpha toxin is a toxin produced in common in A to E types. The cpa gene product of Clostridium perfringens is an alpha toxin, which shows hemolysis, skin necrosis, neutrophil activation, platelet aggregation, etc. (Bacterial toxin handbook, 2002, 131-138).

また、ウエルシュ菌cpe遺伝子産物はエンテロトキシンであり、細胞膜への小孔形成、小孔形成による膜透過性の変化と細胞の形態変化、細胞死などの生物活性を示す。   Moreover, the Clostridium perfringens cpe gene product is enterotoxin, and exhibits biological activities such as pore formation in the cell membrane, membrane permeability change due to pore formation, cell shape change, and cell death.

ウエルシュ菌のcpa遺伝子、cpe遺伝子の塩基配列を他の細菌と比較し、ウエルシュ菌に特異的な配列を特定し、本発明のLAMPプライマーを設計した。この細菌のcpa遺伝子、cpe遺伝子の塩基配列は、例えばGenBankなどのデータベース(NCBI)などから入手可能であり、それぞれL43546、Y16009(またはX81849、M31795など)の登録番号を有している。   The base sequence of C. perfringens cpa gene and cpe gene was compared with other bacteria, the sequence specific to C. perfringens was identified, and the LAMP primer of the present invention was designed. The base sequences of the bacterial cpa gene and cpe gene can be obtained from databases (NCBI) such as GenBank, for example, and have registration numbers of L43546 and Y16009 (or X81849, M31795, etc.), respectively.

特に、cpe遺伝子検出用プライマーは、以下のようにして決定された。
ウエルシュ菌エンテロトキシン分子は、その319アミノ酸中、186番目の位置にシステイン残基を1つ有しており、このシステイン残基を挟んでN末端側とC末端側の機能ドメインに分割することができる。そのN末端ドメイン中、アミノ酸45〜116番目の領域は膜孔形成による細胞の形態変化などを引起すのに必要なドメインである。一方、C末端ドメイン中、アミノ酸290〜319番目の領域はエンテロトキシン受容体との結合に必須である。本発明者は、cpe遺伝子の塩基配列に基づいて、ウエルシュ菌エンテロトキシン遺伝子をコードする領域(381〜1341番目の塩基配列;登録番号Y16009)を標的としてプライマーの設計を行った。プライマーの設計にあたっては上記塩基配列を標的に、各領域のTm値が約58〜65℃になる部分を選択し、またF2〜B2領域間が120bp程度になるように設計した。LAMPプライマーの設計の上でポイントとなるこれら幾つかの条件を満たす領域を絞り込みcpe遺伝子検出用プライマーを設定した。種々の検討の結果、GenBank登録番号Y16009において880〜1150番目の塩基配列内において至適なLAMPプライマーの構築が可能であることを見出した。
In particular, the cpe gene detection primer was determined as follows.
The Clostridium perfringens enterotoxin molecule has one cysteine residue at position 186 of its 319 amino acids, and can be divided into functional domains on the N-terminal side and C-terminal side across this cysteine residue. . In the N-terminal domain, the 45th to 116th amino acid region is a domain necessary to cause cell shape change due to membrane pore formation. On the other hand, the region from amino acid 290 to 319 in the C-terminal domain is essential for binding to the enterotoxin receptor. Based on the base sequence of the cpe gene, the present inventor designed a primer targeting the region encoding the C. perfringens enterotoxin gene (381-1341st base sequence; registration number Y16009). In designing the primer, the region where the Tm value of each region was about 58 to 65 ° C. was selected targeting the above base sequence, and the region between the F2 and B2 regions was designed to be about 120 bp. Primers for cpe gene detection were set by narrowing down regions that satisfy these several conditions, which are important points in designing LAMP primers. As a result of various studies, it was found that an optimal LAMP primer can be constructed in the 880 to 1150th base sequence in GenBank accession number Y16009.

本発明により、cpa遺伝子増幅用LAMPプライマーおよびcpe遺伝子増幅用LAMPプライマーにて増幅される領域は、GenBankなどで入手可能な他の細菌種の塩基配列と比較し相同性を示さない部分であることが確認された。   According to the present invention, the region amplified by the cAMP gene amplification LAMP primer and the cpe gene amplification LAMP primer is a portion that does not show homology as compared with the base sequences of other bacterial species available in GenBank, etc. Was confirmed.

上記のようにして、ウエルシュ菌のcpa遺伝子、cpe遺伝子の特定領域にアニーリング可能な領域として決定された塩基配列はそれぞれ、好ましくは、(i)配列番号1〜4、5〜6に示される塩基配列、(ii)配列番号7〜10、11〜12に示される塩基配列である。   As described above, the base sequences determined as regions that can be annealed to specific regions of the C. perfringens cpa gene and the cpe gene are preferably (i) the bases represented by SEQ ID NOs: 1-4 and 5-6, respectively. Sequence (ii) is the base sequence shown in SEQ ID NOs: 7-10 and 11-12.

これらの配列のプライマーセットを用いてLAMP法を実施するときには、ウエルシュ菌を他のクロストリジウム属細菌種または他の属の細菌から区別して(すなわち特異的に)検出することができる。また、ウエルシュ菌においてエンテロトキシン遺伝子の保有の有無も検出することができる。   When the LAMP method is performed using a primer set of these sequences, Clostridium perfringens can be detected separately (ie, specifically) from other Clostridium species or bacteria of other genera. Moreover, the presence or absence of the enterotoxin gene in C. perfringens can also be detected.

したがって、本発明のウエルシュ菌検出用LAMPプライマーセットは、ウエルシュ菌のcpa遺伝子上の他の細菌とは異なる塩基配列が存在している領域を利用し、これを標的としたプライマー少なくとも4種類(FIP、BIP、F3およびB3)を用いるプライマーセットである。また、核酸の増幅反応を加速するために2種類(Loop-F、Loop-B)のプライマーを追加した、合計少なくとも6種類のプライマーで1セットとしてもよい。   Therefore, the LAMP primer set for the detection of Clostridium perfringens of the present invention utilizes a region in which a base sequence different from that of other bacteria on the cero gene of Clostridium perfringens exists, and has at least four types of primers (FIP , BIP, F3 and B3). In addition, two types (Loop-F, Loop-B) of primers are added to accelerate the nucleic acid amplification reaction, and a total of at least six types of primers may be used as one set.

本発明のウエルシュ菌エンテロトキシン遺伝子検出用LAMPプライマーセットは、ウエルシュ菌のcpe遺伝子上の他の細菌とは異なる塩基配列が存在している領域を利用し、これを標的としたプライマー少なくとも4種類(FIP、BIP、F3およびB3)を用いるプライマーセットである。また、核酸の増幅反応を加速するための2種類(Loop-F、Loop-B)のプライマーを追加した、合計少なくとも6種類のプライマーで1セットとしてもよい。   The LAMP primer set for detecting the Clostridium perfringens enterotoxin gene of the present invention uses a region on the cpe gene of Clostridium perfringens where a base sequence different from that of other bacteria is present, and at least four types of primers (FIP , BIP, F3 and B3). Further, two types (Loop-F, Loop-B) primers for accelerating the nucleic acid amplification reaction may be added, and a total of at least six types of primers may be used as one set.

本発明により、エンテロトキシン遺伝子を保有するまたは保有しないウエルシュ菌を検出するための方法には、LAMP法が使用される。   According to the present invention, the LAMP method is used as a method for detecting Clostridium perfringens having or without the enterotoxin gene.

LAMP法は、標的遺伝子の6つの領域に対して4つのプライマー(一般にFIP、BIP、F3およびB3と称する)を設定し、鎖置換反応を利用して等温で核酸を増幅させることが可能な手法である(特開2002-330796号公報;T. Notomiら, Nucleic Acids research, 2000, 28(12), e63)。この手法について、以下に説明する。   In the LAMP method, four primers (generally called FIP, BIP, F3 and B3) are set for six regions of the target gene, and a nucleic acid can be amplified isothermally using a strand displacement reaction. (JP 2002-330796 A; T. Notomi et al., Nucleic Acids research, 2000, 28 (12), e63). This method will be described below.

まず、標的遺伝子について、3'末端側からF3c、F2c、F1cという3つの領域を、標的遺伝子の5'末端側に向かってB1、B2、B3という領域をそれぞれ規定し、この6領域に対し、4種類のプライマー、すなわちFIP、F3、BIPおよびB3を設計する。ここで、F3c、F2c、F1cの各領域に相補的な領域はそれぞれF3、F2、F1であり、またB1、B2、B3の各領域に相補的な領域はそれぞれB1c、B2c、B3cである。   First, for the target gene, the three regions F3c, F2c, and F1c from the 3 ′ end are defined, and the regions B1, B2, and B3 are defined toward the 5 ′ end of the target gene. Four types of primers are designed: FIP, F3, BIP and B3. Here, regions complementary to the F3c, F2c, and F1c regions are F3, F2, and F1, respectively, and regions complementary to the B1, B2, and B3 regions are B1c, B2c, and B3c, respectively.

FIPは、標的遺伝子のF2c領域と相補的なF2領域を3'末端側にもち、5'末端側に標的遺伝子のF1c領域と同じ配列をもつように設計されたプライマーである。必要ならば、FIPプライマーのF1cとF2の間に制限酵素部位を導入することもできる。
F3は、標的遺伝子のF3c領域と相補的なF3領域をもつように設計されたプライマーである。
FIP is a primer designed to have an F2 region complementary to the F2c region of the target gene on the 3 ′ end side and the same sequence as the F1c region of the target gene on the 5 ′ end side. If necessary, a restriction enzyme site can be introduced between F1c and F2 of the FIP primer.
F3 is a primer designed to have an F3 region complementary to the F3c region of the target gene.

BIPは、標的遺伝子のB2c領域と相補的なB2領域を3'末端側にもち、5'末端側に標的遺伝子のB1c領域と同じ配列をもつように設計されたプライマーである。必要ならば、BIPプライマーのB1cとB2の間に制限酵素部位を導入することもできる。
B3は、標的遺伝子のB3c領域と相補的なB3領域をもつように設計されたプライマーである。
BIP is a primer designed to have a B2 region complementary to the B2c region of the target gene on the 3 ′ end side and the same sequence as the B1c region of the target gene on the 5 ′ end side. If necessary, a restriction enzyme site can be introduced between B1c and B2 of the BIP primer.
B3 is a primer designed to have a B3 region complementary to the B3c region of the target gene.

FIPおよびBIPプライマーに制限酵素部位が含まれる場合、反応後に増幅産物を制限酵素で処理することによって、電気泳動後に1つのバンドとして観察することができる。この場合、もし標的DNAに制限酵素部位があれば、プライマーに人為的に制限酵素部位を導入しなくてもよい。   When the restriction enzyme site is contained in the FIP and BIP primers, the amplified product can be observed as one band after electrophoresis by treating the amplification product with the restriction enzyme after the reaction. In this case, if the target DNA has a restriction enzyme site, it is not necessary to artificially introduce the restriction enzyme site into the primer.

また、Loop-FおよびLoop-Bプライマーを使用するときには、これらのプライマーが核酸増幅過程で利用されていないループ部分に結合することにより全てのループ部分を起点として核酸反応が進み、核酸の増幅反応が加速される(特開2002-345499号公報)。   In addition, when using Loop-F and Loop-B primers, these primers bind to loop portions that are not used in the nucleic acid amplification process. Is accelerated (JP 2002-345499 A).

LAMP反応は、サンプル遺伝子、プライマー、鎖置換型DNA合成酵素、基質等を一緒に一定温度(約60〜65℃)で保温することにより、検出まで1ステップの工程で行うことができる。   The LAMP reaction can be performed in a one-step process until detection by keeping the sample gene, primer, strand-displacing DNA synthase, substrate and the like together at a constant temperature (about 60 to 65 ° C.).

この反応では鎖置換型DNA合成酵素が使用されるが、この酵素は、PCR法における耐熱性DNAポリメラーゼと異なり安価であるうえに、鋳型DNAの二本鎖をほどきながらDNA合成を行うことができる。このため、LAMP法では、PCR法のようにあらかじめ二本鎖DNAを一本鎖に熱変性する必要がない。   In this reaction, strand displacement type DNA synthase is used. This enzyme is inexpensive, unlike thermostable DNA polymerase in PCR, and can synthesize DNA while unfolding the double strand of template DNA. it can. For this reason, in the LAMP method, it is not necessary to thermally denature double-stranded DNA into a single strand in advance, unlike the PCR method.

LAMP反応試薬は、栄研化学社(栃木、日本)から市販のLoopamp DNA増幅試薬キット(但し、プライマーセットを除く)を利用すると便利である。具体的には、反応液の例は次のとおりである。すなわち、2倍濃度反応用緩衝液:40mM Tris-HCl(pH8.8)、20mM KCl、20mM(NH4)2SO4、16mM MgSO4、0.2% Tween20、1.6M Betain;各終濃度2.8mMのdATP、dCTP、dGTP、dTTP;DNAポリメラーゼ:Bst DNA Polymerase 8units/μl;本発明の各プライマー(終濃度):FIPおよびBIP各40μM、F3およびB各3 5μM、Loop-FおよびLoop-B各20μM。 As the LAMP reaction reagent, it is convenient to use a Loopamp DNA amplification reagent kit (excluding the primer set) commercially available from Eiken Chemical Co., Ltd. (Tochigi, Japan). Specifically, examples of the reaction solution are as follows. That is, a buffer solution for double concentration: 40 mM Tris-HCl (pH 8.8), 20 mM KCl, 20 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 16 mM MgSO 4 , 0.2% Tween 20, 1.6 M Betain; each final concentration of 2.8 mM dATP, dCTP, dGTP, dTTP; DNA polymerase: Bst DNA Polymerase 8 units / μl; each primer of the present invention (final concentration): FIP and BIP 40 μM each, F3 and B 35 μM each, Loop-F and Loop-B 20 μM each .

LAMP反応液としては、例えば、滅菌蒸留水を3.5μl、2倍濃度反応用緩衝液を12.5μl、FIP、BIP、F3、 B3、Loop-FおよびLoop-Bの各プライマーを1μl加え、DNAポリメラーゼ1μl、検体液(鋳型DNA)2μlを加え、全量25μlの反応液を調製する。   As the LAMP reaction solution, for example, 3.5 μl of sterilized distilled water, 12.5 μl of buffer solution for double concentration reaction, 1 μl of each primer of FIP, BIP, F3, B3, Loop-F and Loop-B are added, and DNA polymerase Add 1 μl and 2 μl of sample solution (template DNA) to prepare a total volume of 25 μl of reaction solution.

反応は、次のような工程を経て行われる。
(i) 鎖置換型DNAポリメラーゼの働きにより、FIPのF2領域の3'末端を起点として鋳型DNAと相補的なDNA鎖が合成される。
(ii) FIPの外側に、F3プライマーがアニールし、その3'末端を起点として鎖置換型DNAポリメラーゼの働きによって、先に合成されているFIPからのDNA鎖を剥がしながらDNA合成が伸長する。
(iii)F3プライマーから合成されたDNA鎖と鋳型DNAが二本鎖となる。
(iv) FIPから先に合成されたDNA鎖は、F3プライマーからのDNA鎖によって剥がされて一本鎖DNAとなるが、このDNA鎖は、5'末端側に相補的な領域F1c、F1をもち、自己アニールを起こし、ループを形成する。
(v) 上記(iv)の過程でループを形成したDNA鎖に対し、BIPがアニールし、このBIPの3'末端を起点として相補的なDNA合成が行われる。さらに、BIPの外側にB3プライマーがアニールし、その3'末端を起点として鎖置換型DNAポリメラーゼの働きによって、先に合成されたBIPからのDNA鎖を剥がしながらDNA合成が伸長する。
(vi) 上記(v)の過程で二本鎖DNAが形成される。
(vii)上記(v)の過程で剥がされたBIPから合成されたDNA鎖は両端に相補的な配列をもつため、自己アニールし、ループを形成してダンベル様の構造となる。
(viii)上記ダンベル構造のDNA鎖を起点として、FIP次いでBIPのアニーリングを介して所望DNAの増幅サイクルが行われる。
The reaction is performed through the following steps.
(i) By the action of the strand displacement type DNA polymerase, a DNA strand complementary to the template DNA is synthesized starting from the 3 ′ end of the F2 region of FIP.
(ii) The F3 primer anneals to the outside of the FIP, and DNA synthesis extends while peeling the DNA strand from the previously synthesized FIP by the action of the strand displacement DNA polymerase starting from the 3 ′ end.
(iii) The DNA strand synthesized from the F3 primer and the template DNA are double-stranded.
(iv) The DNA strand previously synthesized from FIP is peeled off by the DNA strand from the F3 primer to become single-stranded DNA. This DNA strand has complementary regions F1c and F1 on the 5 ′ end side. Then, self-annealing occurs and a loop is formed.
(v) BIP anneals to the DNA strand that formed a loop in the process of (iv) above, and complementary DNA synthesis is performed starting from the 3 ′ end of this BIP. Furthermore, the B3 primer anneals to the outside of BIP, and DNA synthesis extends while peeling the DNA strand from the previously synthesized BIP by the action of the strand displacement DNA polymerase starting from its 3 ′ end.
(vi) Double-stranded DNA is formed in the process of (v) above.
(vii) Since the DNA strand synthesized from the BIP peeled off in the process of (v) has a complementary sequence at both ends, it self-anneals and forms a loop to form a dumbbell-like structure.
(viii) Starting from the DNA strand having the dumbbell structure, a desired DNA amplification cycle is performed through FIP and BIP annealing.

本発明の各プライマーセットは、約60〜65℃(例えば65℃)においてアニ−リングと同時にDNA鎖の合成も起こす。アニ−リング反応およびDNA鎖合成により約1時間反応を行うことにより109〜1010倍に核酸を増幅させることが可能である。 Each primer set of the present invention causes DNA strand synthesis at the same time as annealing at about 60 to 65 ° C. (eg, 65 ° C.). It is possible to amplify the nucleic acid by 10 9 to 10 10 times by carrying out the reaction for about 1 hour by annealing reaction and DNA strand synthesis.

ウエルシュ菌の特定のDNA領域が増幅されると、副産物として形成されるピロリン酸マグネシウムの影響で反応液が白濁するため、この濁度に基づき増幅の有無が目視により判定できる、あるいは濁度測定装置を用いて濁度を光学的に測定することもできる。また、必要に応じて、アガロースゲル電気泳動法などを利用してDNA断片の有無を確認し検出することもできる。   When a specific DNA region of Clostridium perfringens is amplified, the reaction solution becomes cloudy due to the influence of magnesium pyrophosphate formed as a by-product, so the presence or absence of amplification can be visually determined based on this turbidity, or a turbidity measuring device Turbidity can also be measured optically using. If necessary, the presence or absence of DNA fragments can also be confirmed and detected using agarose gel electrophoresis or the like.

核酸増幅によるウエルシュ菌およびエンテロトキシン遺伝子保有ウエルシュ菌の検出のための検体としては、食品検体、たとえば乳製品、食肉製品、野菜類、魚介類など、また環境検体、たとえば土壌、水など、また臨床検体、たとえば糞便などでもよい。   Samples for detection of Clostridium perfringens and enterotoxin gene-bearing Clostridium perfringens by nucleic acid amplification include food samples such as dairy products, meat products, vegetables and seafood, and environmental samples such as soil and water, and clinical samples. For example, feces may be used.

これら検体をLAMP法の試料として用いる場合には、検体中に存在する菌の濃縮、分離、菌体からの核酸分離や、核酸の濃縮などの操作を前処理として行うこともできる。菌の濃縮、分離の方法としては、ろ過、遠心分離などが、知られており、適宜選択できる。食品検体や環境検体などに存在する菌体からの核酸の遊離には、例えばLysozymeやProteinase Kなどによって菌体を処理し、100℃での加熱により菌体から核酸を遊離させる方法もある。また、特に食品検体によってはさらなる精製の必要があれば、フェノール/クロロホルム処理、エタノール沈殿や遠心等により核酸の精製を行い、最終的にTE緩衝液などに再溶解させ鋳型DNAとして試験に供してもよい(Let. Appl. Bacteriol, 1998, 26, 382-386)。   When these specimens are used as samples for the LAMP method, operations such as concentration and separation of bacteria present in the specimen, separation of nucleic acids from bacterial cells, and concentration of nucleic acids can also be performed as pretreatment. As a method for concentrating and separating bacteria, filtration, centrifugation, and the like are known and can be appropriately selected. For release of nucleic acids from bacterial cells present in food samples, environmental samples, etc., there is a method of treating the bacterial cells with, for example, Lysozyme or Proteinase K and releasing the nucleic acids from the bacterial cells by heating at 100 ° C. If there is a need for further purification, especially for food samples, the nucleic acid is purified by phenol / chloroform treatment, ethanol precipitation, centrifugation, etc., and finally re-dissolved in TE buffer and used as template DNA for testing. (Let. Appl. Bacteriol, 1998, 26, 382-386).

たとえば食品中に存在すると考えられるウエルシュ菌を適切な培地で増菌培養し、寒天培地上に形成されたコロニーからDNAを分離し、このDNAに対して上記プライマーを用いたLAMP反応を行い、ウエルシュ菌の特定遺伝子領域を増幅する。   For example, an enrichment culture of Clostridium perfringens, which is considered to be present in foods, is performed in an appropriate medium, DNA is isolated from colonies formed on the agar medium, and a LAMP reaction is performed on the DNA using the above-mentioned primers. Amplify specific gene region of fungus.

増幅反応により副産物として形成されるピロリン酸マグネシウムの影響により反応液は、上述のとおり、白濁するので、反応液の濁度を目視または濁度測定装置などを用いた光学的手法により核酸増幅の有無を簡単に確認できる。もしcpa遺伝子またはcpe遺伝子の特定領域の核酸増幅が観察されるならば、標的遺伝子が存在することを意味し、cpa遺伝子の増幅によりウエルシュ菌が、さらにcpe遺伝子の増幅によりエンテロトキシン遺伝子保有ウエルシュ菌が、それぞれ検出されたことを示し、すなわち陽性(+)を表す。逆に、核酸増幅が観察されない場合には、標的遺伝子が不存在であることを意味し、結果としてウエルシュ菌またはエンテロトキシン遺伝子保有ウエルシュ菌陰性(−)を表す。   As described above, the reaction solution becomes cloudy due to the influence of magnesium pyrophosphate formed as a by-product by the amplification reaction. Therefore, the turbidity of the reaction solution is visually checked or optical nucleic acid amplification using a turbidity measuring device is performed. Can be easily confirmed. If nucleic acid amplification of the cpa gene or a specific region of the cpe gene is observed, it means that the target gene is present, and the cpa gene amplification results in Welsh bacteria, and the cpe gene amplification results in enterotoxin gene-bearing Welsh bacteria. , Indicating that each was detected, ie, positive (+). On the contrary, when nucleic acid amplification is not observed, it means that the target gene is absent, and as a result, welsh bacterium or enterotoxin gene-carrying welsh bacterium is negative (-).

上で説明したように、本発明により、cpa遺伝子に由来する特定遺伝子領域を増幅する配列番号1〜4、および適宜追加して実施可能な配列番号5〜6、に示される塩基配列からなるプライマーセットをLAMPプライマーセットとして用いることによって、ウエルシュ菌を特異的に検出することができる。ここで、「特異的に」とは、検出反応が他のクロストリジウム属細菌種および他の属の細菌に対して陰性であることを意味する。   As described above, according to the present invention, a primer comprising the base sequences shown in SEQ ID NOs: 1 to 4 that amplify a specific gene region derived from the cpa gene, and SEQ ID NOs: 5 to 6 that can be added as appropriate. By using the set as a LAMP primer set, Clostridium perfringens can be specifically detected. Here, “specifically” means that the detection reaction is negative for other Clostridium species and bacteria of other genera.

また、cpe遺伝子に由来する特定遺伝子領域を増幅する配列番号7〜10、および適宜追加して実施可能な配列番号11〜12、に示される塩基配列からなるプライマーセットをLAMPプライマーセットとして用いることによって、ウエルシュ菌エンテロトキシン遺伝子を特異的に検出することができる。ここで、「特異的に」とは、検出反応がウエルシュ菌エンテロトキシン遺伝子を保有していないウエルシュ菌種または他の属の細菌に対して陰性であることを意味する。   In addition, by using a primer set consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 7 to 10 for amplifying a specific gene region derived from the cpe gene and SEQ ID NOs: 11 to 12 that can be added as appropriate, as a LAMP primer set And the C. perfringens enterotoxin gene can be specifically detected. Here, “specifically” means that the detection reaction is negative for bacteria of the genus Clostridium perfringens or other genera that do not carry the Clostridium perfringens enterotoxin gene.

本発明のLAMP法によるウエルシュ菌の検出法は、食品、環境検体、臨床検体などの検査対象物に存在するウエルシュ菌の有無を迅速に判別することができる検査法として用いることができ、乳製品、食肉製品、野菜類や魚介類などでのウエルシュ菌の汚染などの検出のために使用することができる。また、本発明は、検出されたウエルシュ菌がエンテロトキシン遺伝子を保有しているか否かを迅速に判別することができる検査法として用いることができる。   The method for detecting Clostridium perfringens by the LAMP method of the present invention can be used as a test method that can quickly determine the presence or absence of Clostridium perfringens present in test objects such as foods, environmental samples, and clinical samples. It can be used for detection of contamination of Clostridium perfringens in meat products, vegetables and seafood. Further, the present invention can be used as a test method that can quickly determine whether or not the detected C. perfringens possesses an enterotoxin gene.

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

1.LAMP反応
LAMP反応に用いる各試薬の濃度の内容は次のとおりであるが、LAMP反応試薬は栄研化学社製のLoopamp DNA増幅試薬キットを用いた。2倍濃度反応用緩衝液:40mM Tris-HCl(pH8.8)、20mM KCl、20mM(NH4)2SO4、16mM MgSO4、0.2% Tween20、1.6M Betain。各終濃度2.8mMのdATP、dCTP、dGTP、dTTP。DNAポリメラーゼ:Bst DNA Polymerase 8units/μl。本発明の各プライマー(終濃度):FIP、BIP 各40μM、F3、B3 各5μM、Loop-F、Loop-B 各20μM。(栄研化学社のDNA増幅試薬キットLMP201の添付説明書参照)
LAMP反応液は、滅菌蒸留水を3.5μl、2倍濃度反応用緩衝液を12.5μl、FIP、BIP、F3、B3、Loop-FおよびLoop-Bの各プライマーを1μl加え、DNAポリメラーゼ1μl、上記より得られた検体液(鋳型DNA)2μlを加え、全量25μlの反応液を調製した。
1. LAMP reaction
The concentration of each reagent used in the LAMP reaction is as follows. A LoopAMP DNA amplification reagent kit manufactured by Eiken Chemical Co., Ltd. was used as the LAMP reaction reagent. Double concentration buffer for reaction: 40 mM Tris-HCl (pH 8.8), 20 mM KCl, 20 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 16 mM MgSO 4 , 0.2% Tween 20, 1.6 M Betain. DATP, dCTP, dGTP, dTTP each at a final concentration of 2.8 mM. DNA polymerase: Bst DNA Polymerase 8units / μl. Each primer (final concentration) of the present invention: FIP, BIP 40 μM each, F3, B3 5 μM each, Loop-F, Loop-B 20 μM each. (Refer to the instruction manual of EMPKEN DNA amplification reagent kit LMP201)
LAMP reaction solution is 3.5 μl of sterile distilled water, 12.5 μl of double buffer solution, 1 μl of each primer of FIP, BIP, F3, B3, Loop-F and Loop-B, 1 μl of DNA polymerase, the above 2 μl of the sample solution (template DNA) obtained was added to prepare a reaction solution with a total volume of 25 μl.

LAMP反応は、テラメックス社製の濁度測定装置LA-200Fを用い、65℃の等温反応を60分間行い、その後80℃、2分間の酵素失活処理行った。濁度測定装置は、LAMP反応の副産物であるピロリン酸マグネシウムによる白濁を経時的に観察することが可能で、濁度が上昇するものをウエルシュ菌もしくはウエルシュ菌エンテロトキシン遺伝子について陽性、濁度の上昇が認められないものを陰性とした。   For the LAMP reaction, a turbidity measuring device LA-200F manufactured by Teramex was used, an isothermal reaction at 65 ° C. was performed for 60 minutes, and then an enzyme deactivation treatment was performed at 80 ° C. for 2 minutes. The turbidity measuring device can observe turbidity due to magnesium pyrophosphate, a by-product of the LAMP reaction, over time, and those that increase in turbidity are positive for C. perfringens or C. perfringens enterotoxin genes, and turbidity increases. Those not recognized were considered negative.

2.プライマーの設計
ウエルシュ菌のcpa遺伝子と他のクロストリジウム属菌の塩基配列とを比較し、ウエルシュ菌に特異的なLAMPプライマーを設計した。また、ウエルシュ菌エンテロトキシン遺伝子の検出にはcpe遺伝子を標的とし、ウエルシュ菌エンテロトキシン遺伝子に特異的なLAMPプライマーを設計した。
2. Primer design The CAMP gene of Clostridium perfringens was compared with the base sequences of other Clostridium spp. To design LAMP primers specific to Clostridium perfringens. In addition, we targeted the cpe gene for the detection of the C. perfringens enterotoxin gene and designed a LAMP primer specific for the C. perfringens enterotoxin gene.

3.結果
配列番号1〜4(それぞれFIP、BIP、F3およびB3)および追加可能な配列番号5〜6(それぞれLoop-F、Loop-B)によるプライマーセットは、cpa遺伝子の特定領域を増幅するように設計してある。実際に表1に示したウエルシュ菌を7株、およびその他のクロストリジウム属菌を16株、他の属の菌18株を用いてLAMP反応を行った結果、ウエルシュ菌のみに、増幅反応の副産物であるピロリン酸マグネシウムの白濁が観察された。また、その他細菌でも交差性は見られなかった。結果を表1に示した。
3. Results Primer sets with SEQ ID NOs: 1-4 (FIP, BIP, F3 and B3, respectively) and addable SEQ ID NOs: 5-6 (Loop-F, Loop-B, respectively) are designed to amplify specific regions of the cpa gene. Designed. Actually, as a result of LAMP reaction using 7 strains of Clostridium perfringens and 16 strains of other genus Clostridium and 18 strains of other genera shown in Table 1, only the Clostridium perfringens was a by-product of the amplification reaction. A certain cloudiness of magnesium pyrophosphate was observed. In addition, cross-reactivity was not observed in other bacteria. The results are shown in Table 1.

Figure 2007159533
Figure 2007159533

配列番号7〜10(それぞれFIP、BIP、F3およびB3)および追加可能な配列番号11〜12(それぞれLoop-F、Loop-B)によるプライマーセットは、cpe遺伝子の特定領域を増幅するように設計してある。実際に表2に示したウエルシュ菌7株についてLAMP反応を行った結果、ウエルシュ菌エンテロトキシン遺伝子を保有する株(ATCC 12915)のみに増幅反応の副産物であるピロリン酸マグネシウムの白濁が観察された。また、その他細菌でも交差性は見られなかった。結果を表2に示した。   Primer sets with SEQ ID NOs: 7-10 (FIP, BIP, F3 and B3, respectively) and addable SEQ ID NOs: 11-12 (Loop-F, Loop-B, respectively) are designed to amplify specific regions of the cpe gene It is. As a result of actually performing the LAMP reaction on 7 strains of Clostridium perfringens shown in Table 2, white turbidity of magnesium pyrophosphate, which is a by-product of the amplification reaction, was observed only in the strain (ATCC 12915) having the Enterobacterial enterotoxin gene. In addition, cross-reactivity was not observed in other bacteria. The results are shown in Table 2.

Figure 2007159533
Figure 2007159533

比較例としてウエルシュ菌エンテロトキシン遺伝子検出法の一つであるPCR法(J. Clin. Microbiol., 1994, 32, 2533-2539)による検出を行った結果、LAMP法と同様の結果が得られた。このことは、本発明による検査が正しい結果を与えることを示している。   As a comparative example, detection by the PCR method (J. Clin. Microbiol., 1994, 32, 2533-2539), which is one of the detection methods for the Clostridium perfringens enterotoxin gene, resulted in the same results as the LAMP method. This indicates that the test according to the present invention gives correct results.

また、免疫学的手法の一つである逆受身ラテックス凝集反応によるウエルシュ菌エンテロトキシン検出用キットPET-RPLA「生研」(デンカ生研株式会社)を用いてエンテロトキシンタンパク質の検出を行った結果、ATCC 12915株のみがエンテロトキシンタンパク質の産生が認められた(表2)。   In addition, as a result of detecting enterotoxin protein using the PET-RPLA "Seiken" (Denka Seiken Co., Ltd.) PET-RPLA detection kit for detecting C. perfringens by reverse passive latex agglutination, which is one of immunological methods, Only enterotoxin protein production was observed (Table 2).

表1および表2に示されるように、本発明においてcpa遺伝子増幅用プライマーセットを使用してLAMP法を実施することにより、ウエルシュ菌を特異的に検出することが可能であり、また1時間以内に増幅反応を確認することができた。さらにまた、cpe遺伝子増幅用プライマーセットを使用してLAMP法を実施することにより、ウエルシュ菌エンテロトキシン遺伝子を特異的に検出することが可能であり、また1時間以内に増幅反応を確認することができた。   As shown in Table 1 and Table 2, by carrying out the LAMP method using the primer set for cpa gene amplification in the present invention, it is possible to specifically detect Clostridium perfringens and within 1 hour. The amplification reaction could be confirmed. Furthermore, by carrying out the LAMP method using the primer set for cpe gene amplification, it is possible to specifically detect the C. perfringens enterotoxin gene and to confirm the amplification reaction within 1 hour. It was.

このように、cpa遺伝子増幅用プライマーセットは、ウエルシュ菌を特異的に検出するためのプライマーとして有効であると判断された。また、cpe遺伝子増幅用プライマーセットは、エンテロトキシン遺伝子保有ウエルシュ菌を特異的に検出するためのプライマーとして有効であると判断された。   Thus, it was judged that the cpa gene amplification primer set was effective as a primer for specifically detecting C. perfringens. Moreover, it was judged that the primer set for cpe gene amplification was effective as a primer for specifically detecting C. perfringens having the enterotoxin gene.

本発明のLAMP法によるウエルシュ菌またはエンテロトキシン遺伝子保有ウエルシュ菌の検出法は、食品、環境検体、臨床検体などの検査対象物に存在するウエルシュ菌の有無を迅速にかつ特異的に判別することができる検査法として用いることができるため、乳製品、食肉製品、野菜類、魚介類などでのウエルシュ菌の汚染の検出に有用である。また、検出されたウエルシュ菌がエンテロトキシン遺伝子を保有しているか否かを迅速にかつ特異的に判別することができるため、病原性の有無について遺伝子的に迅速に判別することが可能であり、すなわちウエルシュ菌のエンテロトキシン遺伝子の検出に有用である。   The detection method of Clostridium perfringens or enterotoxin gene-bearing Clostridium perfringens by the LAMP method of the present invention can quickly and specifically determine the presence or absence of Clostridium perfringens present in test objects such as foods, environmental samples, and clinical samples. Since it can be used as an inspection method, it is useful for detecting contamination of C. perfringens in dairy products, meat products, vegetables, seafood, and the like. In addition, since it is possible to quickly and specifically determine whether the detected C. perfringens possesses an enterotoxin gene, it is possible to quickly determine genetically the presence or absence of pathogenicity, It is useful for detecting the enterotoxin gene of Clostridium perfringens.

Claims (7)

ウエルシュ菌検出用LAMPプライマーセットであって、ウエルシュ菌のcpa遺伝子の特定領域にアニーリング可能な配列番号1〜4に示されるそれぞれ塩基配列FIP、BIP、F3およびB3からなる4種のプライマーを含むセット。   A set of LAMP primers for detecting C. perfringens, comprising 4 types of primers consisting of base sequences FIP, BIP, F3 and B3 shown in SEQ ID NOs: 1 to 4, respectively, which can be annealed to a specific region of C. perfringens cpa gene . 配列番号5および6に示されるそれぞれ塩基配列Loop-FおよびLoop-Bからなる2種のプライマーをさらに含む、請求項1に記載のLAMPプライマーセット。   The LAMP primer set according to claim 1, further comprising two kinds of primers consisting of base sequences Loop-F and Loop-B shown in SEQ ID NOs: 5 and 6, respectively. エンテロトキシン遺伝子を保有するウエルシュ菌を検出するためのLAMPプライマーセットであって、ウエルシュ菌のcpe遺伝子の特定領域にアニーリング可能な配列番号7〜10に示されるそれぞれ塩基配列FIP、BIP、F3およびB3からなる4種のプライマーを含むセット。   LAMP primer set for detecting C. perfringens carrying the enterotoxin gene, which can be annealed to a specific region of C. perfringens cpe gene from the base sequences FIP, BIP, F3 and B3 shown in SEQ ID NOs: 7 to 10, respectively. A set comprising the following four kinds of primers. 配列番号11および12に示されるそれぞれ塩基配列Loop-FおよびLoop-Bからなる2種のプライマーをさらに含む、請求項3に記載のLAMPプライマーセット。   The LAMP primer set according to claim 3, further comprising two kinds of primers consisting of base sequences Loop-F and Loop-B shown in SEQ ID NOs: 11 and 12, respectively. エンテロトキシン遺伝子を保有するまたは保有しないウエルシュ菌を検出する方法であって、ウエルシュ菌のcpa遺伝子またはcpe遺伝子の増幅をLAMP法によって検出することを含む方法。   A method for detecting Clostridium perfringens that has or does not have an enterotoxin gene, the method comprising detecting amplification of the cpa gene or cpe gene of Clostridium perfringens by the LAMP method. LAMP法が請求項1または2に記載のLAMPプライマーセットを用いて行われる、請求項5に記載の方法。   The method according to claim 5, wherein the LAMP method is performed using the LAMP primer set according to claim 1 or 2. LAMP法が請求項3または4に記載のLAMPプライマーセットを用いて行われる、請求項5に記載の方法。   The method according to claim 5, wherein the LAMP method is performed using the LAMP primer set according to claim 3 or 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015146786A (en) * 2014-02-07 2015-08-20 山梨県 Method to collectively detect food poisoning-causing bacteria by multiplex shuttle pcr
CN111004855A (en) * 2020-01-03 2020-04-14 上海海关动植物与食品检验检疫技术中心 Primer combination and kit for detecting staphylococcus aureus
CN113667766A (en) * 2021-07-23 2021-11-19 华南理工大学 CPA detection primer for enterotoxigenic B staphylococcus aureus, detection kit and method thereof

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