JP2018533927A - 新規のpcrプライマーおよびbacillus coagulansを同定するためのその方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2015年10月1日出願の米国仮出願第62235593号の非仮出願である。
本発明は概して、分子生物学分野およびプロバイオティック乳酸菌Bacillus coagulans(バチルス コアグランス)に関する。より詳細には、本発明は、(i)Bacillus coagulansを同定するための新規のオリゴヌクレオチドプライマー、(ii)Bacillus coagulansを同定するための、前記プライマーを使用するポリメラーゼ連鎖反応(PCR)ベースの方法に関する。
プロバイオティクスは今や、腸管感染症および尿路感染症を有効に管理するための栄養補助食品として広く使用されている。Bifidobacterium属およびLactobacilli属のプロバイオティック細菌が、多くの販売業者から経口用栄養補助食品の形態で市販されている。プロバイオティック活性は細菌種/株の型と関連しているため、プロバイオティック栄養補助食品中の細菌種/株の型を同定することが急務となっている。乳、乳製品およびその他の栄養補助食品に混入するおそれのあるその他の病原性Bacillus種から、プロバイオティック細菌を同定および区別することも急務である。
本発明のさらに別の目的は、前記プライマーを使用してBacillus coagulansを同定するPCRベースの方法について開示することである。
本発明は前記目的を実現し、さらなる関連の利点を提供する。
本発明のその他の特徴および利点は、本発明の原理を例として示す添付画像と併せて、以下のより詳細な説明から明らかとなるであろう。
Bacillus coagulansを同定するための、
a)配列番号1のフォワードプライマーおよび配列番号2のリバースプライマーを含むプライマーBC1、
b)配列番号3のフォワードプライマーおよび配列番号4のリバースプライマーを含むプライマーBC2、
c)配列番号5のフォワードプライマーおよび配列番号6のリバースプライマーを含むプライマーBC3
を含む新規のプライマー配列について開示する。
別の好ましい実施形態において、本発明は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を使用してBacillus coagulansを同定する方法であって、Bacillus coagulansからDNAを単離するステップ、および単離したDNAを、上記のプライマーを使用して、94℃で30秒間(1サイクル)インキュベートし、その後94℃で30秒間、アニーリング温度で30秒間、および72℃で1分間を30サイクル、その後72℃で5分間(1サイクル)最終インキュベーションを行い、4℃で維持することにより増幅するステップを含む方法について開示する。
別の実施形態において、本発明は、プライマーBC1、プライマーBC2による陽性増幅、およびプライマーBC3による陰性増幅によりBacillus coagulansの存在が確認される、Bacillus coagulansを同定するためのプロセスについて開示する。
本明細書で開示するプロセスにより、その他の株の中からBacillus coagulans MTCC5856、Bacillus coagulans ATCC31284、Bacillus coagulans ATCC7050、Bacillus coagulans 2−6、Bacillus coagulans 36D1、Bacillus coagulans S−lacおよびBacillus coagulans HM−08を含むBacillus coagulans株が全て同定され、その他の株の中のBacillus cereusおよびBacillus subtilisを含むBacillus属のその他の種全てと区別される。
(例I)
プライマー設計および合成
Bacillus coagulans株に特有の領域を、データベースにおける入手可能な全ゲノム配列全てについて全ゲノムを広くデータマイニングすることで決定し、Bacillus coagulans MTCC5856と比較した。データの初期解析に基づいて特定の領域を3つ選択し、Bacillus subtilisおよびBacillus cereusと比較した。データのインシリコ解析により、これらの領域がBacillus coagulans株全てには共通して存在するが、その他のBacillus種には存在しないことが示唆された。
試料調製
DNA単離
Bacillus coagulans MTCC5856(LactoSpore(登録商標)胞子150億/gm)、Bacillus coagulans ATCC31284、Bacillus cereus ATCC14579、Bacillus subtilis1.0gmを秤量し、それぞれ滅菌生理食塩水250ml(NaCl0.9gm、w/v)に添加し、滅菌生理食塩水を使用して段階希釈した。プレートあたり30〜300コロニーを得るのに推奨される希釈度は250×106である。希釈した試料をウォーターバスにおいて75℃で30分間インキュベートし、45℃未満まで速やかに冷却した。次いで、上記試料1.0mLを滅菌ペトリ皿5枚それぞれに分配し、次いで各プレートにあらかじめ冷却しておいたグルコース酵母エキス培地(約45℃)15〜20mlを注いだ。プレートを転動および回転させて均一なスプレッドを形成させ、凝固させる。次いでプレートを37℃±2℃で48〜72時間インキュベートした。プレートで増殖した、単離した純度の高いコロニーを、次いで滅菌ループを使用して注意深く取り出した。さらに、プレートから取り出した細胞を、2.0mL微量遠心チューブ中でPBS試薬100μLに懸濁させた。リゾチーム溶液(10mg/ml)2μlを添加し、指ではじいて混合して、細胞が塊状になるまでチューブを37℃で10分間インキュベートした。次いでDNAzol(チオシアン酸グアニジン、サルコシルおよびトリス緩衝液−Thermo Fisher Scientificより販売(カタログ番号10503−027))300μlを添加し、10秒〜30秒間または細胞が試薬中で均質に懸濁されるまでチューブをボルテックスした。次いで100℃に維持したウォーターバスで混合物を10分間加熱し、16,000xgで5分間遠心処理した。上清を新たな微量遠心チューブに注意深く移した。この溶液は細菌ゲノムDNAを含む。解析前に、この溶液の一定分量を滅菌TE(10mMトリスHCl(pH7.4)および1mM EDTA−1:50、v/v)で希釈して試料を調製した。これによりDNA約10〜100ng/μlが生じることになる。
プライマーBC1:配列番号1のフォワードプライマーおよび配列番号2のリバースプライマーを含むプライマーBC1を、滅菌した10mMトリスHCl pH7.4および0.1mM EDTA緩衝液で100μmol/mLに希釈し、−20℃または−80℃で保存した。使用直前に、一定分量の各プライマーを、滅菌水、または0.1mM EDTA含有TE緩衝液(1:10、v/v)で希釈した。プライマーセットBC1用のアニーリング温度は60℃である。プライマーセットBC1による陽性試験では、約990塩基対の増幅産物(配列番号7)が得られることが予期される。
プライマーBC3:配列番号5のフォワードプライマーおよび配列番号6のリバースプライマーを含むプライマーBC3を、滅菌した10mMトリスHCl pH7.4および0.1mM EDTA緩衝液で100μmol/mLに希釈し、−20℃または−80℃で保存した。使用直前に、一定分量の各プライマーを、滅菌水、または0.1mM EDTA含有TE緩衝液(1:10、v/v)で希釈する。プライマーセットBC3用のアニーリング温度は68℃である。プライマーセットBC3による陽性試験では、3Kbの増幅産物(配列番号9)が得られることが予期される。
PCR増幅
プライマーセットごとに、2X PCRマスターミックス(1X PCRマスターミックスは0.1mMの各dNTP、1X Taqpolアッセイ緩衝液および1U Taqポリメラーゼを有する)25μL、希釈したフォワードおよびリバースプライマー(10〜20ピコモル)1μL、鋳型DNA(約10ng〜100ng)を含む希釈試料1μL、および滅菌水22μLを混合して、PCR試料を調製した。希釈試料1μLをヌクレアーゼ不含の水1μLで置き換えてPCR陰性対照を調製した。
適切なサーマルサイクラーを使用して、以下のステップによりPCR増幅を実施した:
1.94℃で30秒間インキュベーション(1サイクル)、
2.94℃で30秒間変性、アニーリング温度で30秒間、および72℃で1分間伸長(30サイクル)、
3.72℃で5分間最終インキュベーション(1サイクル)、4℃で維持。
アガロースゲル電気泳動(2%アガロースゲル)を実施して、各PCR試料調製物およびPCR陰性対照のPCR増幅産物を解析し、DNAバンドをゲルドキュメンテーションシステムで視覚化した。
プライマーBC1:プライマーセットBC1で調製したPCR試料調製物により、約990塩基対の増幅産物が得られる(陽性)[図1]。
プライマーBC2:プライマーセットBC2で調製したPCR試料調製物により、予期された約543塩基対の増幅産物が得られる(陽性)。[図2]
プライマーBC3:プライマーセットBC3で調製したPCR試料調製物では、約3010塩基対の増幅産物が得られない(陰性)。[図3]
本発明は、プライマーBC1、プライマーBC2による陽性増幅、およびプライマーBC3による陰性増幅により、Bacillus coagulansの存在が確認され、Bacillus cereusおよびBacillus subtilisなどのその他のBacillus種と区別される、Bacillus coagulansを同定するためのプロセスについて開示する。本発明は、栄養補助食品、乳および乳製品、飲料、菓子、缶詰食品を含むがこれらに限定されない食品中のBacillus coagulans、ならびに醸造所においてBacillus coagulansを同定するのに役立つであろう。
Claims (13)
- Bacillus coagulansを同定するための、
配列番号1および配列番号2で表されるBC1、
配列番号3および配列番号4で表されるBC2、ならびに
配列番号5および配列番号6で表されるBC3の、
新規のオリゴヌクレオチドプライマー配列。 - BC1が、配列番号1のフォワードプライマー5’ACAGGGCTTTCAGATACCCG3’、および配列番号2のリバースプライマー5’CGGGGATCCGTCCATCAAAA3’を含む、請求項1に記載のプライマー。
- BC2が、配列番号3のフォワードプライマー5’GAATGCATTATGCAACATGGG3’、および配列番号4のリバースプライマー5’CCAGGCTTAAATCCAATACAG3’を含む、請求項1に記載のプライマー。
- BC3が、配列番号5のフォワードプライマー5’CGCCAAGCGGGTACGCTTCACCG3’、および配列番号6のリバースプライマー5’AGAAATATAAGTTTTAAAGAAG3’を含む、請求項1に記載のプライマー。
- Bacillus coagulans株が、Bacillus coagulans MTCC5856、Bacillus coagulans ATCC31284、Bacillus coagulans ATCC7050、Bacillus coagulans 2−6、Bacillus coagulans 36D1、Bacillus coagulans S−lacおよびBacillus coagulans HM−08からなる群から選択される、請求項1に記載の、Bacillus coagulansを同定するためのプライマー。
- Bacillus coagulans株からDNAを単離するステップ、および単離したDNAを、請求項1に記載の新規のプライマーを使用して、サーモサイクラーにおいて94℃で30秒間(1サイクル)インキュベートし、その後94℃で30秒間、プライマーに特有のアニーリング温度で30秒間、および72℃で1分間を30サイクル、その後72℃で5分間(1サイクル)最終インキュベーションを行い4℃で維持することにより増幅するステップを含む、ポリメラーゼ連鎖反応を使用してBacillus coagulansを同定する方法。
- 配列番号1のフォワードプライマーおよび配列番号2のリバースプライマーを含むプライマーBC1のアニーリング温度が60℃であり、それにより約990塩基対の増幅産物が得られる、請求項6に記載の方法。
- 配列番号3のフォワードプライマーおよび配列番号4のリバースプライマーを含むプライマーBC2のアニーリング温度が58℃であり、それにより約543塩基対の増幅産物が得られる、請求項6に記載の方法。
- 配列番号5のフォワードプライマーおよび配列番号6のリバースプライマーを含むプライマー配列BC3のアニーリング温度が68℃であり、それにより約3010塩基対の増幅産物が得られる、請求項6に記載の方法。
- プライマーBC1、プライマーBC2による陽性増幅、およびプライマーBC3による陰性増幅によりBacillus coagulansの存在が確認される、請求項6に記載の方法。
- Bacillus coagulans株が、Bacillus coagulans MTCC5856、Bacillus coagulans ATCC31284、Bacillus coagulans ATCC7050、Bacillus coagulans 2−6、Bacillus coagulans 36D1、Bacillus coagulans S−lacおよびBacillus coagulans HM−08からなる群から選択される、請求項6および請求項10に記載の方法。
- Bacillus coagulansを同定するための、請求項1に記載のプライマーを含む検出キット。
- Bacillus coagulansを同定するための、請求項6に記載の方法を使用する検出キット。
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