JP2021189089A - Method for identifying salmonella - Google Patents

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裕子 福山
Hiroko Fukuyama
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Abstract

To provide a technique of identifying the type, the subspecies, the serotype, or the strain of salmonella easily and rapidly.SOLUTION: The present invention relates to a method for identifying salmonella that uses, as a marker, at least one protein selected from the group of the following proteins: S22; YcaR; L35; BcsR; SsaG; Nucletidyl transferase; YibJ; OadG; ChaB; ZapB; HU-1; YeiS; HU-2; IraP; S15; rpoZ; IHFb; IHFa; YgaM; RaiA; YifE; YeeX; Endolysin; RNaseP; CheY; and S5.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、サルモネラの識別方法に関する。より詳細には、本発明は特定のタンパク質をマーカーとして用いたサルモネラの種、亜種、血清型を識別するサルモネラの識別方法に関する。 The present invention relates to a method for identifying Salmonella. More specifically, the present invention relates to a method for identifying Salmonella species, subspecies, and serotypes using a specific protein as a marker.

従来、微生物の種類を識別する手法の1つとしてDNA塩基配列に基づく相同性解析が広く用いられている。こうしたDNA塩基配列を利用した手法では、被検微生物からのDNA抽出やDNA塩基配列の決定などに比較的長い時間を要する。 Conventionally, homology analysis based on a DNA base sequence has been widely used as one of the methods for identifying the type of microorganism. In such a method using a DNA base sequence, it takes a relatively long time to extract DNA from a test microorganism and determine a DNA base sequence.

しかしながら、さまざまな疾患を引き起こす細菌に罹患した場合、その細菌を迅速かつ正確に特定することは患者の治癒とともに二次感染の予防のために極めて重要である。したがって、迅速かつ正確な細菌の分析方法が求められている。 However, when suffering from a variety of disease-causing bacteria, rapid and accurate identification of the bacteria is crucial for the cure of the patient and the prevention of secondary infections. Therefore, there is a need for a rapid and accurate method for analyzing bacteria.

そこで、近年では被検微生物を質量分析して得られたマススペクトルパターンに基づいて微生物同定を行う手法が用いられている。質量分析によれば、ごく微量の微生物試料を用いて短時間で分析結果を得ることができ、且つ多検体の連続分析も容易であるため、簡便且つ迅速な微生物同定が可能となる。特に、タンパク質等の生体高分子をできるだけ分解せずにイオン化するソフトイオン化法が実用化されて以来、微生物の分析に質量分析が広く応用されている。 Therefore, in recent years, a method of identifying a microorganism based on a mass spectral pattern obtained by mass spectrometry of a test microorganism has been used. According to mass spectrometry, analysis results can be obtained in a short time using a very small amount of microbial samples, and continuous analysis of a large number of samples is easy, so that microbial identification can be performed easily and quickly. In particular, since the soft ionization method for ionizing biopolymers such as proteins without decomposing them as much as possible has been put into practical use, mass spectrometry has been widely applied to the analysis of microorganisms.

ソフトイオン化法のなかでも、マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析(以下、MALDI−MSと称する場合がある)と呼ばれるイオン化法を用いた質量分析は、近年、微生物の分析手段として注目を浴びている。MALDI−MSにより得られたマススペクトルパターンを、予めデータベースに多数収録された既知微生物のマススペクトルパターンと照合することにより、被検微生物の同定が行われる。こうした手法はマススペクトルパターンを各微生物に特異的な情報(すなわち指紋)として利用するため、フィンガープリント法と呼ばれている。 Among the soft ionization methods, mass spectrometry using an ionization method called matrix-assisted laser desorption / ionization mass spectrometry (hereinafter, may be referred to as MALDI-MS) has been attracting attention as a means for analyzing microorganisms in recent years. .. The test microorganism is identified by collating the mass spectrum pattern obtained by MALDI-MS with the mass spectrum pattern of a large number of known microorganisms recorded in advance in the database. Such a method is called a fingerprint method because it uses the mass spectrum pattern as information specific to each microorganism (that is, fingerprint).

MALDI−MSを用いた微生物同定において、種までの分析は、フィンガープリント法による手法が知られており、臨床分野の一部では実用化されている。一方、亜種や血清型までの分析は、例えば、特許文献1にリボゾームタンパク質等をマーカーとして用いる手法が報告されている。特許文献1の方法では、あらかじめ実測されたマススペクトルの検出ピーク情報(m/z値など)を分析対象物の実測デ-タと照会し、マーカーに帰属される特定のm/z値のピークの有無により微生物の識別が行われる。 In the identification of microorganisms using MALDI-MS, the fingerprint method is known for the analysis up to the species, and it has been put into practical use in some clinical fields. On the other hand, for analysis of subspecies and serotypes, for example, Patent Document 1 reports a method using a ribosome protein or the like as a marker. In the method of Patent Document 1, the detected peak information (m / z value, etc.) of the mass spectrum measured in advance is referred to the measured data of the analysis target, and the peak of the specific m / z value attributed to the marker. Microorganisms are identified by the presence or absence of.

特許文献2には、複数のデータからなる複数のグループにおいて、各グループのデータを比較して差異解析を行い、各グループを識別するためのマーカーを探索する方法が記載されている。
さらに上記特許文献1あるいは2の方法を用いて、マーカーを特定し微生物を識別した結果も得られている。
Patent Document 2 describes a method of comparing the data of each group, performing a difference analysis, and searching for a marker for identifying each group in a plurality of groups composed of a plurality of data.
Further, the result of identifying the marker and identifying the microorganism by using the method of Patent Document 1 or 2 is also obtained.

例えば、サルモネラ属のSalmonella enterica subsp. entericaについて、種までの同定をフィンガープリント法による手法で行い、血清型の識別を12種のマーカーを用いて行う手法が報告されている(特許文献3、非特許文献1)。
非特許文献1によれば、特許文献1の方法により、m/z値などあらかじめ実測されたマススペクトルの検出ピーク情報を実データと照会することで、まず識別対象微生物がサルモネラ属であることを特定している。次に、血清型ごとにグループ分けされた複数の菌株のデータを比較して、各血清型を識別するためのマーカーを特定している。このような方法により、サルモネラの血清型識別マーカーとして12種が特定され、これらのマーカーにより22種の血清型が識別できることが報告されている。
また他の微生物のマーカーの報告例もある(非特許文献2、非特許文献3、非特許文献4等)。
For example, regarding Salmonella enterica subsp. Enterica of the genus Salmonella, a method has been reported in which up to species are identified by a fingerprint method and serotypes are identified using 12 markers (Patent Document 3, Non-Patent Document 3). Patent Document 1).
According to Non-Patent Document 1, by inquiring the detection peak information of the mass spectrum measured in advance such as the m / z value with the actual data by the method of Patent Document 1, it is first determined that the microorganism to be identified belongs to the genus Salmonella. I have specified. Next, the data of a plurality of strains grouped by serotype are compared to identify a marker for identifying each serotype. By such a method, 12 kinds of salmonella serotype identification markers have been identified, and it has been reported that 22 kinds of serotypes can be identified by these markers.
There are also reports of markers for other microorganisms (Non-Patent Document 2, Non-Patent Document 3, Non-Patent Document 4, etc.).

特開2015-184020号公報JP-A-2015-184020 特開2018-505063号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-505063 WO2017/168740公報WO2017 / 168740 Gazette

Applied Microbiology and Biotechnology,2017,Vol.101,No.23−24Applied Microbiology and Biotechnology, 2017, Vol. 101, No. 23-24 PloS ONE. 2014;9:e113458.PLOS ONE. 2014; 9: e113458. J. Microbiol Methods. 2015; 119: 233J. Microbiol Methods 2015; 119: 233 PloS ONE. 2016; 11: e0159730PLOS ONE. 2016; 11: e0159730

微生物は同一属に属していても、その種、亜種、血清型および株等に細かく分類され、それぞれの性質が異なることが知られている。例えば上述のサルモネラ属の場合、種はentericaとbongoriの2菌種、あるいはこれらにsubterraneaを加えた3菌種あり、entericaには6種の亜種がある。さらに亜種ごとに異なる血清型や株があり、例えば亜種entericaには2000種以上の血清型が存在するといわれている。 It is known that even if microorganisms belong to the same genus, they are finely classified into their species, subspecies, serotypes, strains, etc., and their properties are different. For example, in the case of the above-mentioned Salmonella genus, there are two species, enterica and bongori, or three species in which subterranea is added, and there are six subspecies of enterica. Furthermore, there are different serotypes and strains for each subspecies. For example, it is said that there are more than 2000 serotypes in the subspecies enterica.

さらにサルモネラ属の血清型はそれぞれ生物学的に異なる性質を有し、例えばヒトに対して病原性がある場合とない場合がある。したがって、サルモネラの種、亜種、血清型、株をできるだけ簡便かつ迅速に識別する必要がある。 Furthermore, the serotypes of the genus Salmonella have different biological properties and may or may not be pathogenic to humans, for example. Therefore, it is necessary to identify Salmonella species, variants, serotypes and strains as easily and quickly as possible.

サルモネラなどのように、多数の血清型や株が存在する場合、すべてを分析することは容易ではない。またヒトに対し病原性がある微生物の分析では、できるだけ実測件数を抑えることが、検査者の安全性の観点からも重要である。さらに購入できる試料の種類も限られている。したがって上記方法のように実測データのみに基づきマーカー探索を行うには限界がある。そのため、これまで報告されているマーカー数は限られ、マーカーにより識別できる種、亜種、血清型も限られていた。 When there are many serotypes and strains, such as Salmonella, it is not easy to analyze all of them. In the analysis of microorganisms that are pathogenic to humans, it is important to reduce the number of actual measurements as much as possible from the viewpoint of the safety of the inspector. In addition, the types of samples that can be purchased are limited. Therefore, there is a limit to the marker search based only on the measured data as in the above method. Therefore, the number of markers reported so far has been limited, and the species, subspecies, and serotypes that can be identified by the markers have also been limited.

また血清型や株の数が膨大な微生物の場合、識別に利用できる実測データも少なく、実測データのデータベース化もまだ十分に整備されていない。 In addition, in the case of microorganisms with a huge number of serotypes and strains, there are few actual measurement data that can be used for identification, and the database of actual measurement data has not yet been sufficiently prepared.

したがって、できるだけ少ない実測データに基づき、特定されたマーカーにより、迅速で簡便な方法でサルモネラを識別する方法が望まれていた。 Therefore, a method for identifying Salmonella by a quick and simple method based on the specified marker based on as little actual measurement data as possible has been desired.

本発明者らは、特定のタンパク質がサルモネラの種、亜種、血清型を識別できるマーカーとして使用できることを見出し本発明を完成するに至った。 The present inventors have found that a specific protein can be used as a marker capable of distinguishing a species, subspecies, and serotype of Salmonella, and have completed the present invention.

すなわち本発明は、
下記タンパク質からなる群から選ばれる少なくとも一つのタンパク質をマーカーとして用いるサルモネラの識別方法に関する。
S22、YcaR、L35、BcsR、SsaG、
Nucletidyl transferase、YibJ、OadG、
ChaB、ZapB、HU−1、YeiS、HU−2、IraP、S15、
rpoZ、IHFb、IHFa、YgaM、RaiA、YifE、
YeeX、Endolysin、RNaseP、CheY、S5
That is, the present invention
The present invention relates to a method for identifying Salmonella using at least one protein selected from the group consisting of the following proteins as a marker.
S22, YcaR, L35, BcsR, SsaG,
Nucletidyl transferase, YibJ, OadG,
ChaB, ZapB, HU-1, YeiS, HU-2, IraP, S15,
rpoZ, IHFb, IHFa, YgaM, RaiA, YifE,
YeX, Endrysin, RNaseP, CheY, S5

本発明によれば、特定のタンパク質をサルモネラの識別用マーカーとして用いることで、迅速に、より簡便な方法でサルモネラを識別することができる。 According to the present invention, by using a specific protein as a marker for distinguishing Salmonella, Salmonella can be identified quickly and in a simpler manner.

本発明のサルモネラの識別マーカーの特定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of specifying the identification marker of Salmonella of this invention. 本発明のデータベースの一模式図である。It is a schematic diagram of the database of this invention.

本発明において、マーカーとはサルモネラのさまざま種、亜種、血清型または株を識別するために用いられる特徴的なタンパク質である。マーカーは必ずしも血清型や株まで識別する必要はなく、目的に応じて種を識別するマーカー、または亜種、血清型を識別するマーカーであってもよい。本発明のサルモネラの識別に用いるマーカーは以下の26種のタンパク質である。
S22、YcaR、L35、BcsR、SsaG、
Nucletidyl transferase、YibJ、OadG、
ChaB、ZapB、HU−1、YeiS、HU−2、IraP、S15、
rpoZ、IHFb、IHFa、YgaM、RaiA、YifE、
YeeX、Endolysin、RNaseP、CheY、S5
In the present invention, a marker is a characteristic protein used to identify various species, variants, serotypes or strains of Salmonella. The marker does not necessarily have to identify a serotype or a strain, and may be a marker that identifies a species depending on the purpose, or a marker that identifies a subspecies or a serotype. The markers used to identify Salmonella of the present invention are the following 26 proteins.
S22, YcaR, L35, BcsR, SsaG,
Nucletidyl transferase, YibJ, OadG,
ChaB, ZapB, HU-1, YeiS, HU-2, IraP, S15,
rpoZ, IHFb, IHFa, YgaM, RaiA, YifE,
YeX, Endrysin, RNaseP, CheY, S5

上記タンパク質はサルモネラに含まれるタンパク質であり、種、亜種、血清型によらず共通に含まれるタンパク質である。さらに、これらタンパク質は、同じタンパク質であっても種、亜種または血清型が異なると、質量分析した時、プロトンが中性分子のタンパク質Mに付加した分子(以下、[M+H]+と称する場合がある)などのタンパク質のアミノ酸配列に基づく分子量関連イオンピークの理論m/z値が異なる。したがって識別対象のサルモネラを質量分析して得られる分子量関連イオンのピーク(以下、分子量関連イオンピークと称する場合がある)から、上記タンパク質に帰属される分子量関連イオンピークの理論m/z値を求め、求められたm/z値を有するタンパク質がどの種、亜種または血清型に属するかを予め特定しておけば、これら識別対象のサルモネラがどの種、亜種、または血清型に属するかが判明する。このとき、タンパク質の質量電荷比m/zの値としては、各タンパク質の塩基配列をアミノ酸配列に翻訳することにより求められた計算質量を用いることが望ましい。さらに、前記アミノ酸配列から計算質量を求める際には、翻訳後修飾としてN−末端メチオニン残基の切断を考慮することが望ましい。具体的には、最後から2番目のアミノ酸残基がGly、 Ala、 Ser、 Pro、 Val、 Thr、 またはCysである場合に、N−末端メチオニンが切断されるものとして理論値を算出する。 The above-mentioned protein is a protein contained in Salmonella, and is a protein commonly contained regardless of species, subspecies, and serotype. Furthermore, even if these proteins are the same protein, if they have different species, subspecies or serum types, when mass spectrometric analysis is performed, a molecule in which a proton is added to the neutral protein M (hereinafter, [M + H] + ) The theoretical m / z value of the molecular weight-related ion peak based on the amino acid sequence of the protein such as) is different. Therefore, the theoretical m / z value of the molecular weight-related ion peak attributed to the above protein is obtained from the peak of the molecular weight-related ion obtained by mass spectrometry of the salmonella to be identified (hereinafter, may be referred to as the molecular weight-related ion peak). If it is specified in advance which species, subspecies or serotype the protein having the obtained m / z value belongs to, which species, subspecies or serotype these salmonellas to be identified belong to. Prove. At this time, it is desirable to use the calculated mass obtained by translating the base sequence of each protein into an amino acid sequence as the value of the mass-to-charge ratio m / z of the protein. Furthermore, when determining the calculated mass from the amino acid sequence, it is desirable to consider cleavage of the N-terminal methionine residue as a post-translational modification. Specifically, when the penultimate amino acid residue is Gly, Ala, Ser, Pro, Val, Thr, or Cys, the theoretical value is calculated assuming that the N-terminal methionine is cleaved.

本発明における上記26種のマーカータンパク質は、図1のフローチャートに示したような以下の手順で特定された。特定方法はこの方法に限定されるものではない。例えば、実データを比較し、これらのマーカータンパク質を特定してもよい。
ステップ1:全ゲノムが解読されているサルモネラの菌株を選定する。
ステップ2:上記ステップ1で選定したサルモネラの菌株の質量分析を行い、タンパク質のアミノ酸配列に基づく[M+H]+などの分子量関連イオンのピークを得る。
ステップ3:上記ステップ2で得られた分子量関連イオンピークから各ピークのm/z値を実測された値として得る(以下、実測m/z値と称する場合もある)。
ステップ4:上記ステップ1で選定されたサルモネラの菌株について、遺伝子データベースより、当該サルモネラが有するタンパク質とアミノ酸配列を得、当該アミノ酸配列情報から当該タンパク質のm/z値の理論値を算出する(以下、理論m/z値と称する場合がある)。
The above 26 kinds of marker proteins in the present invention were identified by the following procedure as shown in the flowchart of FIG. The specific method is not limited to this method. For example, real data may be compared to identify these marker proteins.
Step 1: Select a Salmonella strain whose entire genome has been deciphered.
Step 2: Mass spectrometry of the Salmonella strain selected in step 1 above is performed to obtain peaks of molecular weight-related ions such as [M + H] + based on the amino acid sequence of the protein.
Step 3: The m / z value of each peak is obtained as an actually measured value from the molecular weight-related ion peak obtained in step 2 above (hereinafter, may be referred to as an actually measured m / z value).
Step 4: For the Salmonella strain selected in Step 1, obtain the protein and amino acid sequence of the Salmonella from the gene database, and calculate the theoretical m / z value of the protein from the amino acid sequence information (hereinafter). , Sometimes referred to as the theoretical m / z value).

ステップ5:上記ステップ4で算出した理論m/z値と、上記ステップ3で得られた実測m/z値と比較し、実測m/z値に一致する理論m/z値を有するタンパク質とそのアミノ酸配列に、実測されたm/z値を帰属する。
ステップ6:上記ステップ5で帰属されたタンパク質と類似のアミノ酸配列をデータベースより入手する。
ステップ7:上記ステップ6で入手した類似のアミノ酸配列を有する微生物のうちから、サルモネラを選別し、サルモネラの有するタンパク質のアミノ酸配列の理論m/z値を算出する。
ステップ8 :ステップ7で算出したアミノ酸配列の理論m/z値をサルモネラの種、亜種、血清型、株などの識別分類ごとに比較し、種、亜種、血清型、株などの識別分類ごとに差異のある理論m/z値を有するタンパク質をサルモネラの識別のためのマーカーとして特定する。
Step 5: A protein having a theoretical m / z value that matches the measured m / z value by comparing the theoretical m / z value calculated in step 4 with the measured m / z value obtained in step 3 and the protein thereof. The measured m / z value is assigned to the amino acid sequence.
Step 6: Obtain an amino acid sequence similar to the protein assigned in step 5 above from the database.
Step 7: Salmonella is selected from the microorganisms having a similar amino acid sequence obtained in step 6, and the theoretical m / z value of the amino acid sequence of the protein possessed by Salmonella is calculated.
Step 8: The theoretical m / z value of the amino acid sequence calculated in step 7 is compared for each identification classification of Salmonella species, subspecies, serotypes, strains, etc., and the identification classification of species, subspecies, serotypes, strains, etc. Proteins with different theoretical m / z values are identified as markers for the identification of Salmonella.

上記ステップ1で選定される全ゲノムが解読されているサルモネラの菌株は遺伝子データベース等の公知のデータベース、例えば、UniProt(登録商標 別名The Universal Protein Resource)、NCBIや購入先情報に基づき選定すればよい。全ゲノムが解読されているサルモネラの菌株が選定されたら、当該サルモネラを入手し、ステップ2にて、質量分析を行い、タンパク質のアミノ酸配列に基づく分子量関連イオンピークを得る。質量分析方法は上述のMALDI−MSが好ましい。MALDI−MSではタンパク質毎にアミノ酸配列に基づく分子量関連イオンピークが得られ、それぞれのピークに対して、ステップ3で、その実測m/z値を得る。 The strain of salmonella whose entire genome has been decoded selected in step 1 may be selected based on a known database such as a gene database, for example, UniProt (registered trademark aka The Universal Protein Resource), NCBI, or supplier information. .. Once the strain of salmonella whose entire genome has been deciphered is selected, the salmonella is obtained, and mass spectrometry is performed in step 2 to obtain a molecular weight-related ion peak based on the amino acid sequence of the protein. The above-mentioned MALDI-MS is preferable as the mass spectrometry method. In MALDI-MS, a molecular weight-related ion peak based on the amino acid sequence is obtained for each protein, and the measured m / z value is obtained for each peak in step 3.

一方、ステップ1で選定したサルモネラの菌株は、全ゲノム解読がなされているので、そのサルモネラの菌株に存在するタンパク質とそのアミノ酸配列は判明しており、通常、遺伝子データベースに収録されている。したがって、ステップ4では、ステップ1で選定したサルモネラが有する全タンパク質のアミノ酸配列をデータベースより入手し、それぞれの理論m/z値を算出することができる。用いるデータベースは、例えば、UniProt(登録商標 別名The Universal Protein Resource)、NCBI等が挙げられる。 On the other hand, since the whole genome of the Salmonella strain selected in step 1 has been decoded, the protein present in the Salmonella strain and its amino acid sequence are known and are usually recorded in the gene database. Therefore, in step 4, the amino acid sequences of all the proteins of Salmonella selected in step 1 can be obtained from the database, and the theoretical m / z values of each can be calculated. Examples of the database to be used include UniProt (registered trademark aka The Universal Protein Resource), NCBI and the like.

ステップ5では、ステップ3で得られた実測m/z値とステップ4で算出した理論m/z値を比較することで、ステップ2の質量分析で得られた全ての分子量関連イオンピークを既知のタンパク質およびそのアミノ酸配列に帰属することができる。 In step 5, all the molecular weight-related ion peaks obtained in the mass spectrometry in step 2 are known by comparing the measured m / z value obtained in step 3 with the theoretical m / z value calculated in step 4. It can be attributed to a protein and its amino acid sequence.

微生物の場合、属、種、亜種、血清型、または株により、タンパク質の質量が異なる場合がある。この質量の違いは、タンパク質を構成するアミノ酸が変異したためであると考えられる。ステップ6ではアミノ酸配列の変異体を検索するため、帰属されたタンパク質と類似のアミノ酸配列を検索する。 In the case of microorganisms, the mass of protein may vary depending on the genus, species, subspecies, serotype, or strain. This difference in mass is thought to be due to the mutation of the amino acids that make up the protein. In step 6, in order to search for a variant of the amino acid sequence, an amino acid sequence similar to the assigned protein is searched.

上記ステップ6で類似のアミノ酸配列を有するタンパク質は、例えば既存の微生物のデータベースから検索により特定することができる。検索の方法は例えば、データベースとしてUniProtやNCBIなどを用いたSimilarity検索(相同性検索)が挙げられる。Similarity検索を行う場合、例えば配列類似度50%以上の条件で検索する。配列類似度については識別の目的等に応じて、適宜、設定すればよい。 The protein having a similar amino acid sequence in step 6 above can be identified by searching, for example, from a database of existing microorganisms. As a search method, for example, a Simulity search (homology search) using UniProt, NCBI, or the like as a database can be mentioned. When performing a Simulity search, for example, the search is performed under the condition that the sequence similarity is 50% or more. The sequence similarity may be appropriately set according to the purpose of identification and the like.

上記ステップ6で選定された類似のアミノ酸配列を有するタンパク質はサルモネラ以外のアミノ酸配列も含まれるため、そのなかから、ステップ7にて既存のデータベースに基づきサルモネラのアミノ酸配列のみを選別し、その理論m/z値を求める。 Since the protein having a similar amino acid sequence selected in step 6 above includes amino acid sequences other than salmonella, only the amino acid sequence of salmonella was selected from among them in step 7 based on the existing database, and the theory m. Find the / z value.

このようにしてステップ4から7により全ゲノムが解読されているサルモネラの菌株を質量分析することで検出されるピークが帰属されるタンパク質とそのアミノ酸配列の理論m/z値が得られる。併せて全ゲノムが解読されているサルモネラのアミノ酸配列と類似のアミノ酸配列をもつサルモネラのタンパク質の理論m/z値が求められる。ステップ8では、例えば同属異種のサルモネラが有するタンパク質のアミノ酸配列に基づく理論m/z値を比較し、種間で差異のあるm/z値を有するタンパク質が特定できれば、該タンパク質をサルモネラの種を判別するためのマーカーとして特定できる。亜種または血清型においても同様に、亜種または血清型間で差異のある理論m/z値を有するタンパク質が特定できれば、該タンパク質を亜種または血清型を判別するためのマーカーとして特定できる。 In this way, by mass spectrometry of the Salmonella strain whose entire genome has been deciphered in steps 4 to 7, the protein to which the peak detected is assigned and the theoretical m / z value of its amino acid sequence can be obtained. At the same time, the theoretical m / z value of the salmonella protein having an amino acid sequence similar to that of the salmonella whose entire genome has been deciphered is obtained. In step 8, for example, the theoretical m / z values based on the amino acid sequences of the proteins possessed by different species of the same genus are compared, and if a protein having an m / z value having a difference between species can be identified, the protein is used as the species of Salmonella. It can be specified as a marker for discrimination. Similarly, in the subspecies or serotype, if a protein having a theoretical m / z value different between the subspecies or serotype can be identified, the protein can be specified as a marker for discriminating the subspecies or serotype.

上述の方法により、サルモネラのマーカーとして、下記26種のタンパク質をマーカーとして特定した(以下マーカータンパク質と称する場合がある)。
S22、YcaR、L35、BcsR、SsaG、
Nucletidyl transferase、YibJ、OadG、
ChaB、ZapB、HU−1、YeiS、HU−2、IraP、S15、
rpoZ、IHFb、IHFa、YgaM、RaiA、YifE、
YeeX、Endolysin、RNaseP、CheY、S5
By the above-mentioned method, the following 26 kinds of proteins were identified as markers for Salmonella (hereinafter, may be referred to as marker proteins).
S22, YcaR, L35, BcsR, SsaG,
Nucletidyl transferase, YibJ, OadG,
ChaB, ZapB, HU-1, YeiS, HU-2, IraP, S15,
rpoZ, IHFb, IHFa, YgaM, RaiA, YifE,
YeX, Endrysin, RNaseP, CheY, S5

本発明のサルモネラの識別方法は上記マーカータンパク質の少なくとも1種をマーカーとして用い、サルモネラの種、亜種、血清型を識別する方法である。これらマーカーを用いることで、サルモネラの種、亜種、血清型の判別を容易にし、サルモネラの種、亜種および血清型を簡便かつ迅速に識別することができる。 The method for identifying Salmonella of the present invention is a method for identifying a species, subspecies, and serotype of Salmonella using at least one of the above marker proteins as a marker. By using these markers, it is possible to easily distinguish the species, subspecies, and serotype of Salmonella, and to easily and quickly identify the species, subspecies, and serotype of Salmonella.

上述の方法により特定されたマーカータンパク質のうち2種以上を組み合わせてサルモネラの識別に用いてもよい。識別の精度の観点から、2種以上を組み合わせることが好ましい。 Two or more of the marker proteins identified by the above method may be combined and used to identify Salmonella. From the viewpoint of identification accuracy, it is preferable to combine two or more types.

本発明のサルモネラの識別方法では、上記のマーカータンパク質と他のマーカーとを組み合わせて、サルモネラの識別に用いてもよい。他のマーカーとしては、公知の文献等に記載のマーカーなどが挙げられる。 In the method for identifying Salmonella of the present invention, the above-mentioned marker protein may be used in combination with other markers to identify Salmonella. Examples of other markers include markers described in known documents and the like.

公知の文献としては非特許文献1などが挙げられる。
例えば非特許文献1には下記の12種のタンパク質がサルモネラのマーカーとして提案されている。下記12種のタンパク質の少なくとも1種と上記タンパク質の少なくとも1種とを組み合わせて、サルモネラの識別に用いてもよい。
Gns、YaiA、YibT、PPIase、L25、L21、S8、
L17、L15、S7、YciF、SodA
さらに他のマーカーと組み合わせて識別に用いてもよい。
Examples of known documents include Non-Patent Document 1.
For example, Non-Patent Document 1 proposes the following 12 proteins as markers for Salmonella. At least one of the following 12 proteins and at least one of the above proteins may be combined and used for identification of Salmonella.
Gns, YaiA, YibT, PPIase, L25, L21, S8,
L17, L15, S7, YciF, SodA
Further, it may be used for identification in combination with other markers.

上記マーカータンパク質および必要であれば他のマーカーを用いて、識別対象のサルモネラを識別する。識別方法は、例えば、識別対象のサルモネラを質量分析する方法が採用できる。特に高分子をできるだけ分解せずにイオン化するソフトイオン化法を採用したMALDI−MSを用いることが好ましい。 The above marker protein and, if necessary, other markers are used to identify the Salmonella to be identified. As the identification method, for example, a method of mass spectrometric analysis of Salmonella to be identified can be adopted. In particular, it is preferable to use MALDI-MS which employs a soft ionization method for ionizing a polymer without decomposing it as much as possible.

識別対象のサルモネラを質量分析し、タンパク質の分子量関連イオンピークを得る。得られた分子量関連イオンピークから上記マーカータンパク質として特定されたタンパク質に帰属される理論m/z値におけるピークの存在の有無を確認する。あるいは、そのマーカータンパク質のピークがどの理論m/z値で検出されるかを確認する。マーカータンパク質として特定されたタンパク質に帰属される理論m/z値におけるピークの存在が識別対象のサルモネラに確認されれば、当該タンパク質を有する種、亜種または血清型などが識別される。あるいは、そのマーカータンパク質のピークのm/z値に基づき、サルモネラの種、亜種または血清型などが識別される。 The salmonella to be identified is mass-analyzed to obtain the molecular weight-related ion peak of the protein. From the obtained molecular weight-related ion peaks, the presence or absence of a peak at the theoretical m / z value attributed to the protein identified as the marker protein is confirmed. Alternatively, it is confirmed at which theoretical m / z value the peak of the marker protein is detected. If the presence of a peak at the theoretical m / z value attributed to the protein identified as the marker protein is confirmed in the Salmonella to be identified, the species, subspecies, serotype, etc. having the protein can be identified. Alternatively, Salmonella species, subspecies or serotypes are identified based on the m / z value of the peak of the marker protein.

上述のとおり、サルモネラの識別に用いることができるマーカーを予め選定しておくことで、識別対象のサルモネラを質量分析すれば、そのサルモネラが属する種、亜種、または血清型などを識別することができる。また、想定される種、亜種、血清型を全て別途分析して識別対象のサルモネラと比較する必要はなく、識別対象のサルモネラのみを分析するだけよい。 As described above, by selecting a marker that can be used to identify Salmonella in advance, mass spectrometry of the Salmonella to be identified can identify the species, subspecies, serotype, etc. to which the Salmonella belongs. can. Further, it is not necessary to analyze all the assumed species, subspecies, and serotypes separately and compare them with the Salmonella to be identified, and it is sufficient to analyze only the Salmonella to be identified.

選定されたマーカーはサルモネラの種、亜種、血清型の判別を容易にし、サルモネラの種、亜種および血清型を簡便かつ迅速に識別することができる。また、種、亜種、血清型毎にマーカーを特定し、特定されたマーカーの少なくとも一つとその理論m/z値、および各種、各亜種、各血清型のいずれか少なくとも一つからなるデータベースを構築することもできる。例えば亜種を識別することができるマーカーを特定し、各亜種とそのマーカーとのデータベースを構築することができる。データベースにはマーカータンパク質以外のマーカーを有していてもよい。 The selected marker facilitates the discrimination of Salmonella species, subspecies and serotypes, and can easily and quickly identify Salmonella species, subspecies and serotypes. In addition, a marker is specified for each species, subspecies, and serotype, and a database consisting of at least one of the identified markers and its theoretical m / z value, and at least one of various, each subspecies, and each serotype. Can also be built. For example, it is possible to identify a marker that can identify a subspecies and construct a database of each subspecies and the marker. The database may have markers other than marker proteins.

データベースの様式として、図2に一例を示した。図2は種が判明した場合、そのマーカータンパク質の理論m/z値を示すデータベースの模式図である。 An example of the database format is shown in FIG. FIG. 2 is a schematic diagram of a database showing the theoretical m / z value of the marker protein when the species is known.

上記図2のようなデータベースを構築しておくことで、識別対象のサルモネラを質量分析した結果得られる分子量関連イオンピークから実測m/z値を得、得られた実測m/z値とデータベースの理論m/z値を比較し、一致する理論m/z値から対応する種、亜種、または血清型を識別することができる。
識別精度を高める観点から、上記データベースに、さらに他のマーカーを同様な形式で収録してもよい。
By constructing the database as shown in Fig. 2 above, the measured m / z value is obtained from the molecular weight-related ion peak obtained as a result of mass spectrometry of the salmonella to be identified, and the obtained measured m / z value and the database are obtained. The theoretical m / z values can be compared and the corresponding species, subspecies, or serotype can be identified from the matching theoretical m / z values.
From the viewpoint of improving the identification accuracy, other markers may be recorded in the above database in the same format.

上記のようなデータベースを構築することで、識別対象のサルモネラの質量分析の結果から直ちにその種、亜種、血清型を識別することができる。 By constructing a database as described above, the species, subspecies, and serotype can be immediately identified from the results of mass spectrometry of the Salmonella to be identified.

以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらによって限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.

以下の手順により、サルモネラのマーカータンパク質の特定を行い、その結果をまとめた。 The marker protein of Salmonella was identified by the following procedure, and the results were summarized.

幾つかのサルモネラについて、MALDI−MSで質量分析を行った。MALDI−MSに用いた装置は島津製作所製AXIMA(登録商標) Performanceであり、測定条件は以下のとおりである。 Mass spectrometry was performed on some Salmonellas with MALDI-MS. The device used for MALDI-MS is AXIMA (registered trademark) Performance manufactured by Shimadzu Corporation, and the measurement conditions are as follows.

[質量分析条件]
装置:島津製作所製AXIMA(登録商標) Performance
条件: positiveモード。Linモード。ラスター分析。
[Mass spectrometry conditions]
Equipment: AXIMA (registered trademark) Performance manufactured by Shimadzu Corporation
Condition: positive mode. Lin mode. Raster analysis.

[手順]
1.サルモネラの全ゲノム解読株としてSalmonella enterica subsp. enterica serovar Abaetetuba(以下、S.Abaetetubaと称する)の菌株: ATCC 35640を選定し、LB寒天培地で、温度37℃で20時間培養した。同様に、サルモネラ属の血清型2種の各株: S. Enteritidis(菌株:GTC00131、GTC09491、HyogoSE11002、HyogoSE12001)とS. Typhimurium(菌株:NBRC14210、NBRC15181、NBRC12529、NBRC13245)を、LB寒天培地で、温度37℃で20時間培養した。
[procedure]
1. A strain of Salmonella enterica subsp. Enterica serovar Abaetetuba (hereinafter referred to as S. Abaetetuba) was selected as a whole-genome decoding strain of Salmonella, and cultured on LB agar medium at a temperature of 37 ° C. for 20 hours. Similarly, each of the two serotypes of the genus Salmonella: S. Enteritidis (strains: GTC00131, GTC09491, Hyogose11002, Hyogose12001) and S. Cyphimurium (strains: NBRC14210, NBRC15181, NBRC12529) The cells were cultured at a temperature of 37 ° C. for 20 hours.

2.マトリックス溶液として、以下のsinapinic acid(Wako社製、以下、SA)溶液を調製して以下の手順に用いた。
SA−1:SA25mg/mLのエタノール(以下、EtOH)溶液
SA−2: SA25 mg/mLのメチレンジホスホン酸(methylenediphosphoric acid、Sigma−Aldrich社製、以下、MDPNA)1重量% 、n−decyl−β−D−maltopyranoside(Sigma−Aldrich社製、以下、DMP)1mM、トリフルオロ酢酸(Wako社製、trifluoroacetic acid、以下、TFA)0.6重量%、およびアセトニトリル(Wako社製、acetonitrile、以下、ACN)50重量%からなる水溶液。
2. As a matrix solution, the following sinapinic acid (manufactured by Wako, hereinafter, SA) solution was prepared and used in the following procedure.
SA-1: SA 25 mg / mL ethanol (hereinafter, EtOH) solution SA-2: SA 25 mg / mL methylene diphosphonic acid (methylenediphosphoric acid, manufactured by Sigma-Aldrich, hereinafter MDPNA) 1% by weight, n-decyl- β-D-maltopyranoside (Sigma-Aldrich, DMP) 1 mM, trifluoroacetic acid (Wako, trifluoroacetic acid, TFA) 0.6% by weight, and acetonitrile (Wako, acenotrile, hereinafter, ACN) An aqueous solution consisting of 50% by weight.

3.上記手順1のサルモネラ約1mgを微量天秤で秤量し、上記手順2で調整したSA−2溶液を加え、サルモネラの濃度が1mg/0.075 mL(1×107個/μL)となるよう、ニードルで懸濁後、超音波に1minかけ、得られた懸濁液に対し、遠心分離を12000rpm、5minの条件で行った。 3. Weigh about 1 mg of salmonella in step 1 above with a microbalance, add the SA-2 solution prepared in step 2 above, and the concentration of salmonella becomes 1 mg / 0.075 mL (1 x 10 7 pieces / μL). After suspending with a needle, the suspension was subjected to ultrasonic waves for 1 min, and the obtained suspension was centrifuged at 12000 rpm and 5 min.

4.上記手順2で調整したSA−1溶液を、MALDIプレートに、0.5μLずつ滴下し、プリコートした。その後、上記3.の遠心分離後の上清液を、プリコートされたウェル上に、1μLずつ滴下した。自然乾燥後、MALDI−MSにプレートを挿入し、positive、Linモードで、ラスター分析で測定した。n数は4とした。測定後、サルモネラの自己キャリブレーションを適用し、得られたマススペクトルを評価し、検出されたタンパク質のピークのm/z値を確認した。 4. The SA-1 solution prepared in step 2 above was added dropwise to a MALDI plate in an amount of 0.5 μL each and precoated. Then, 1 μL of the supernatant after centrifugation in 3. was added dropwise onto the precoated wells. After air drying, a plate was inserted into MALDI-MS and measured by raster analysis in positive and Lin modes. The n number was set to 4. After the measurement, self-calibration of Salmonella was applied, the obtained mass spectrum was evaluated, and the m / z value of the peak of the detected protein was confirmed.

5.全ゲノム解読株であるS. Abaetetubaの公開遺伝子情報から、全てのアミノ酸配列とタンパク質名を入手した。このアミノ酸配列情報から、各タンパク質のアミノ酸配列に基づく理論m/z値を算出した。 5. All amino acid sequences and protein names were obtained from the public gene information of S. Abaetuba, which is a whole genome decoding strain. From this amino acid sequence information, the theoretical m / z value based on the amino acid sequence of each protein was calculated.

6.上記手順5で入手したタンパク質に対し、上記4.で得られたマススペクトルのピークのうち、m/z値が3000〜20000範囲、ピークのシグナル/ノイズ比(S/N)が3以上、質量精度500ppm以内で、n数4のうち3回以上検出され、また手順5から入手したタンパク質のm/z値の理論値の近似値がひとつのピークに対し2つ以上存在しないピークに帰属されるタンパク質を選択した。 6. Of the peaks of the mass spectrum obtained in 4. above, the m / z value is in the range of 3000 to 20000 and the peak signal / noise ratio (S / N) is 3 or more with respect to the protein obtained in step 5 above. , The mass accuracy is within 500 ppm, it is detected 3 times or more out of n number 4, and the approximate value of the theoretical m / z value of the protein obtained from step 5 is attributed to a peak in which two or more do not exist for one peak. The protein to be used was selected.

7.上記手順6の各タンパク質に対し、公開遺伝子情報のSimilarity検索(配列類似度50%以上)により類似のアミノ酸配列情報を検索し、サルモネラ属菌の各株における理論m/z値を、種、亜種、血清型情報とともに入手した。 7. For each protein in step 6 above, search for similar amino acid sequence information by a similarity search (sequence similarity of 50% or more) of public gene information, and use the theoretical m / z value in each strain of Salmonella spp. , Subspecies, and serotype information.

8.上記手順7で得られた理論m/z値をサルモネラ属の種、亜種、血清型ごとに比較し、種、亜種、血清型ごとに異なるm/z値を示すタンパク質をマーカータンパク質として以下の26種を特定した。 8. Compare the theoretical m / z values obtained in step 7 above for each species, subspecies, and serotype of the genus Salmonella, and use markers that show different m / z values for each species, subspecies, and serotype. The following 26 species were identified as.

S22、YcaR、L35、BcsR、SsaG、
Nucletidyl transferase、YibJ、OadG、
ChaB、ZapB、HU−1、YeiS、HU−2、IraP、S15、
rpoZ、IHFb、IHFa、YgaM、RaiA、YifE、
YeeX、Endolysin、RNaseP、CheY、S5
S22, YcaR, L35, BcsR, SsaG,
Nucletidyl transferase, YibJ, OadG,
ChaB, ZapB, HU-1, YeiS, HU-2, IraP, S15,
rpoZ, IHFb, IHFa, YgaM, RaiA, YifE,
YeX, Endrysin, RNaseP, CheY, S5

9. 上記26種のマーカータンパク質、および非特許文献1で報告されている12マーカータンパク質を用いた場合の、種、亜種、血清型、および株の理論値情報をまとめた。併せて、サルモネラ属の血清型2種の各株: S. Enteritidis(菌株:GTC00131、GTC09491、HyogoSE11002、HyogoSE12001)とS. Typhimurium(菌株:NBRC14210、NBRC15181、NBRC12529、NBRC13245)について、上記手順8.で特定されたマーカー候補が正しいかどうか確認するため、実測したマススペクトルからピーク検出状況を確認した。 9. Theoretical information on species, subspecies, serotypes, and strains when the above 26 marker proteins and the 12 marker proteins reported in Non-Patent Document 1 are used is summarized. In addition, each strain of two serotypes of the genus Salmonella: S. Enteritidis (strains: GTC00131, GTC09491, Hyogose11002, Hyogose12001) and S. Typhurium (strains: NBRC14210, NBRC15181, NBRC15181, NBRC125181, NBRC125181, In order to confirm whether the identified marker candidates are correct, the peak detection status was confirmed from the measured mass spectrum.

[結果]
S. Enteritidis(菌株:GTC00131、GTC09491、HyogoSE11002、HyogoSE12001)とS. Typhimurium(菌株:NBRC14210、NBRC15181、NBRC12529、NBRC13245)のマススペクトルにおいて、上記手順6と同様にして選択した主なタンパク質のうちの代表ピークの検出状況を表1にまとめた。実測データは、遺伝子情報から算出したタンパク質のm/z値情報をほぼ反映していた。
[result]
In the mass spectra of S. Enterica (strains: GTC00131, GTC09491, Hyogose11002, Hyogose12001) and S. Typhimurium (strains: NBRC14210, NBRC15181, NBRC12529, NBRC13245), the same as in step 6 above. Table 1 summarizes the peak detection status. The measured data almost reflected the m / z value information of the protein calculated from the genetic information.

Figure 2021189089
Figure 2021189089

検出率は以下のようにして求めた。
血清型毎に上記各株について4回測定し、S/N>3、質量精度500 ppm以内で、タンパク質が3回以上検出された場合を、そのタンパク質が検出された株と判定した。検出された株の数を測定した株の総数で割って検出率とした。例えば、タンパク質が検出された株が4株中、4株であれば検出率100%、4株中3株であれば検出率は75%である。
The detection rate was calculated as follows.
Each of the above strains was measured 4 times for each serotype, and when the protein was detected 3 times or more within S / N> 3 and mass accuracy of 500 ppm, it was determined to be the strain in which the protein was detected. The number of detected strains was divided by the total number of measured strains to obtain the detection rate. For example, if the number of strains in which the protein is detected is 4 out of 4, the detection rate is 100%, and if 3 out of 4 strains, the detection rate is 75%.

表1から分かるように一部を除き、ほぼ理論値通りにピークが検出されている。タンパク質によって検出率の低い場合がある理由としては、タンパク質のピークが低感度であるためだった。この結果から、遺伝子情報から検出ピークのm/z値を予測することが可能であることが確かめられた。これにより、遺伝子情報に基づきマーカータンパク質を予測できると考えられる。併せて、上記方法により特定されたマーカータンパク質はサルモネラを識別するのに有効であると考えられた。 As can be seen from Table 1, the peaks are detected almost according to the theoretical values except for a part. The reason why the detection rate may be low depending on the protein is that the peak of the protein is insensitive. From this result, it was confirmed that it is possible to predict the m / z value of the detection peak from the genetic information. Therefore, it is considered that the marker protein can be predicted based on the genetic information. In addition, the marker protein identified by the above method was considered to be effective in identifying Salmonella.

上記でマーカーとして特定したタンパク質26種の種、亜種、血清型の理論m/z値の例を表2、4、6に示す。併せて、非特許文献1で報告されているサルモネラ血清型識別用12マーカータンパク質の理論m/z値をまとめた結果を表3、5、7に示す。 Examples of the theoretical m / z values of the 26 species, subspecies, and serotypes of the 26 proteins identified as markers above are shown in Tables 2, 4, and 6. In addition, Tables 3, 5 and 7 show the results of summarizing the theoretical m / z values of the 12 marker proteins for salmonella serotyping reported in Non-Patent Document 1.

Figure 2021189089
Figure 2021189089

表2は、サルモネラ属の2種(S. bongori、S. enterica)に対する、上記でマーカーとして特定したタンパク質26種のうち代表17種(S15、S22、YeiS、YcaR、YgaM、RaiA、IraP、HU2、BcsR、IHFa、CheY、rpoZ、YifE、IHFb、YeeX、HU1、Endolysin)の理論m/z値を示している。表中の下線の数値は、その種のみで確認された理論m/z値を示している。ただし種間に500ppm以内のm/z値がある場合は下線をつけていない。複数のm/z値がある場合は、代表値以外を”etc.”として示している。その場合、代表値としては、種間で差異のある代表的なm/z値とともに、種間に近似するm/z値がある場合はそのm/z値を優先して例示している。
下線の数値のm/z値でピークが確認された場合は、そのピークのみで種の識別ができる可能性があることを示している。また、ひとつのタンパク質で識別困難な場合も、複数のタンパク質のm/z値を確認することで識別できる可能性があることがわかる。併せて、後述の表3のような既知マーカータンパク質のm/z値の検出状況と組み合わせることで、既知マーカータンパク質だけでは困難な識別もできる可能性がある。
Table 2 shows 17 representative species (S15, S22, YeiS, YcaR, YgaM, RaiA, IraP, HU2) among the 26 proteins identified as markers above for 2 species of the genus Salmonella (S. bongori, S. enterica). , BcsR, IHFa, CheY, rpoZ, YifE, IHFb, YeeX, HU1, Endolysin) theoretical m / z values are shown. The underlined numbers in the table indicate the theoretical m / z values confirmed only for that species. However, if there is an m / z value within 500 ppm between species, it is not underlined. When there are multiple m / z values, the values other than the representative values are shown as "etc.". In that case, as the representative value, the representative m / z value having a difference between the species and the m / z value that is close to the species are given priority and exemplified.
If a peak is confirmed at the underlined value of m / z, it indicates that the species may be identified only by the peak. Further, it can be seen that even when it is difficult to distinguish with one protein, it may be possible to distinguish by checking the m / z values of a plurality of proteins. At the same time, by combining with the detection status of the m / z value of the known marker protein as shown in Table 3 described later, there is a possibility that identification that is difficult with the known marker protein alone may be possible.

Figure 2021189089
Figure 2021189089

表3は、サルモネラ属の2種(S. bongori、S. enterica)に対する、非特許文献1で報告された血清型識別用として既知のマーカータンパク質12種のうち代表6種の理論m/z値を示している。下線の数値は、その種のみで確認された理論m/z値を示している。ただし種間で500ppm以内のm/z値がある場合は下線をつけていない。複数のm/z値がある場合は、代表値以外を”etc.”として示している。その場合、代表値としては、種間で差異のある代表的なm/z値とともに、種間に近似するm/z値がある場合はそのm/z値を優先して例示している。
なお、例示した6種のタンパク質は、非特許文献1で報告された血清型識別用の12マーカーのうちの6つであり、表3に例示した種の識別用マーカーとしては知られていない。
表3の下線の数値のm/z値でピークが確認された場合は、そのピークのみで種の識別ができる可能性があることを示している。また、ひとつのタンパク質で識別困難な場合も、複数のタンパク質のm/z値を確認することで、識別できる可能があることがわかる。併せて、前記の表2のような新規マーカータンパク質のm/z値の検出状況と組み合わせることで、既知マーカータンパク質だけでは困難だった識別もできる可能性がある。

Table 3 shows the theoretical m / z values of 6 representative species out of 12 known marker proteins for serotyping reported in Non-Patent Document 1 for 2 species of Salmonella (S. bongori and S. enterica). Is shown. The underlined numbers indicate the theoretical m / z values confirmed only for that species. However, if there is an m / z value within 500 ppm between species, it is not underlined. When there are multiple m / z values, the values other than the representative values are shown as "etc.". In that case, as the representative value, the representative m / z value having a difference between the species and the m / z value that is close to the species are given priority and exemplified.
The 6 kinds of proteins exemplified are 6 of the 12 markers for serotype discrimination reported in Non-Patent Document 1, and are not known as the markers for discriminating the species exemplified in Table 3.
If a peak is confirmed at the m / z value of the underlined value in Table 3, it indicates that the species may be identified only by the peak. Further, even when it is difficult to distinguish one protein, it can be understood that it may be possible to distinguish by checking the m / z values of a plurality of proteins. In addition, by combining with the detection status of the m / z value of the new marker protein as shown in Table 2 above, there is a possibility that identification that was difficult with the known marker protein alone can be performed.

Figure 2021189089
Figure 2021189089

表4は、Salmonella entericaの6亜種(houtenae、salamae、indica、diarizonae、arizonae、enterica)に対する新規マーカータンパク質26種のうち代表6種(ChaB、YeiS、SsaG、IraP、BcsR、Endolysin)の理論m/z値を示している。表中のハイフンはデータべースに記載のないことを示している。下線の数値は、その亜種のみで確認された理論m/z値を示している。ただし種間に500ppm以内のm/z値がある場合は下線をつけていない。複数のm/z値がある場合は代表値以外を”etc.”として示している。その場合、代表値としては、種間で差異のある代表的なm/z値とともに、種間に近似するm/z値がある場合はそのm/z値を優先して例示している。
下線の数値のm/z値でピークが確認された場合は、そのピークのみで種の識別ができる可能性があることを示している。また、ひとつのタンパク質で識別困難な場合も、複数のタンパク質のm/z値を確認することで、識別できる可能があることがわかる。併せて、後述の表5のような既知マーカータンパク質のm/z値の検出状況と組み合わせることで、既知マーカータンパク質だけでは困難だった識別もできる可能性がある。
Table 4 shows the theory m of 6 representative species (ChaB, YeiS, SsaG, IraP, BcsR, Endolysin) out of 26 novel marker proteins for 6 subspecies of Salmonella enterica (houtenae, salamae, indica, dializonae, arizonae, enterica). Shows the / z value. Hyphens in the table indicate that they are not listed in the database. The underlined numbers indicate the theoretical m / z values confirmed only for that variant. However, if there is an m / z value within 500 ppm between species, it is not underlined. When there are multiple m / z values, the values other than the representative values are shown as "etc.". In that case, as the representative value, the representative m / z value having a difference between the species and the m / z value that is close to the species are given priority and exemplified.
If a peak is confirmed at the underlined value of m / z, it indicates that the species may be identified only by the peak. Further, even when it is difficult to distinguish one protein, it can be understood that it may be possible to distinguish by checking the m / z values of a plurality of proteins. At the same time, by combining with the detection status of the m / z value of the known marker protein as shown in Table 5 described later, there is a possibility that identification that was difficult with the known marker protein alone can be performed.

Figure 2021189089
Figure 2021189089

表5は、Salmonella entericaの6亜種(houtenae、salamae、indica、diarizonae、arizonae、enterica)に対する、非特許文献1で報告された血清型識別用として既知のマーカータンパク質12種のうち代表4種(YibT、L15、YaiA、Gns)の理論m/z値を示している。表中のハイフンはデータべースに記載のないことを示している。下線の数値は、その亜種のみで確認された理論m/z値を示している。ただし種間に500ppm以内のm/z値がある場合は下線を示していない。複数のm/z値がある場合は代表値以外を”etc.”として示している。その場合、代表値としては、種間で差異のある代表的なm/z値とともに、種間に近似するm/z値がある場合はそのm/z値を優先して例示している。
なお、例示した4種のタンパク質は、非特許文献1で報告された血清型識別用の12マーカーのうちの4つで、表5に例示した亜種の識別用マーカーとしては知られていない。
下線の数値のm/z値でピークが確認された場合は、そのピークのみで種の識別ができる可能性があることを示している。また、ひとつのタンパク質で識別困難な場合も、複数のタンパク質のm/z値を確認することで、識別できる可能があることがわかる。
併せて、前記の表4のような新規マーカータンパク質のm/z値の検出状況と組み合わせることで、既知マーカータンパク質だけでは困難だった識別もできる可能性がある。
Table 5 shows 4 representative species (4 species) out of 12 known marker proteins for serotyping reported in Non-Patent Document 1 for 6 subspecies of Salmonella enterica (houtenae, salamae, indica, dializonae, arizonae, enterica). The theoretical m / z value of YibT, L15, YaiA, Gns) is shown. Hyphens in the table indicate that they are not listed in the database. The underlined numbers indicate the theoretical m / z values confirmed only for that variant. However, if there is an m / z value within 500 ppm between species, it is not underlined. When there are multiple m / z values, the values other than the representative values are shown as "etc.". In that case, as the representative value, the representative m / z value having a difference between the species and the m / z value that is close to the species are given priority and exemplified.
The four exemplified proteins are four of the 12 markers for serotyping reported in Non-Patent Document 1, and are not known as the markers for discriminating the subspecies exemplified in Table 5.
If a peak is confirmed at the underlined value of m / z, it indicates that the species may be identified only by the peak. Further, even when it is difficult to distinguish one protein, it can be understood that it may be possible to distinguish by checking the m / z values of a plurality of proteins.
In addition, by combining with the detection status of the m / z value of the new marker protein as shown in Table 4 above, there is a possibility that identification that was difficult with the known marker protein alone can be performed.

Figure 2021189089
Figure 2021189089

表6は、Salmonella enterica subsp. entericaの血清型14種(Adelaide、Agama、Agona、Alachua、Albany、Altona、Anatum、Barreilly、Berta、Bovismorbificans、Braenderup、Brancaster、Bredeney、Cerro)に対する新規マーカータンパク質26種のうち代表7種(YjbJ、ChaB、YeiS、SsaG、YgaM、RaiA、Endolysin)の理論m/z値を示している。表中のハイフンはデータべースのないことを示している。複数のタンパク質のm/z値を組み合わせることで識別できる可能性があることがわかる。併せて、後述の表7のような既知マーカータンパク質のm/z値の検出状況と組み合わせることで、既知マーカータンパク質だけでは困難だった識別もできる可能性がある。 Table 6 shows 26 novel marker proteins for 14 salmonella enterica subsp. Enterica serotypes (Adelaide, Agama, Agona, Alachua, Albany, Altona, Anatum, Barreilly, Berta, Bovismorbificans, Braenderup, Brancaster, Bredeney, Cerro). The theoretical m / z values of 7 representative species (YjbJ, ChaB, YeiS, SsaG, YgaM, RaiA, Endolysin) are shown. Hyphens in the table indicate no database. It can be seen that there is a possibility of identification by combining the m / z values of a plurality of proteins. At the same time, by combining with the detection status of the m / z value of the known marker protein as shown in Table 7 described later, there is a possibility that identification that was difficult with the known marker protein alone can be performed.

Figure 2021189089
Figure 2021189089

表7は、Salmonella enterica subsp. entericaの血清型14種(Adelaide、Agama、Agona、Alachua、Albany、Altona、Anatum、Barreilly、Berta、Bovismorbificans、Braenderup、Brancaster、Bredeney、Cerro)に対する新規マーカータンパク質の代表6種(SodA、YibT、L15、PPlase、L25、Gns)の理論m/z値を示している。表中のハイフンはデータべースのないことを示している。複数のタンパク質のm/z値を組み合わせることで識別できる可能があることがわかる。なお、SodAは高質量タンパク質のため、他のタンパク質と比べ低感度であること、高質量域で確認されるピーク形状が変異しやすいことなどから、m/z値の精度が低下しやすいことが知られている。
例示した6種のタンパク質は、非特許文献1で報告された22種の血清型識別用の12マーカーのうちの6つで、22種以外の血清型の識別マーカーとして有効なことは厳密には知られていない。表7では、S. Altona、S. Braenderup以外は22種以外の血清型にあたる。
また、表6のような新規マーカータンパク質のm/z値の検出状況と組み合わせることで、既知マーカータンパク質だけでは困難だった識別もできる可能性がある。
Table 7 shows representatives of novel marker proteins for 14 salmonella enterica subsp. Enterica serotypes (Adelaide, Agama, Agona, Alachua, Albany, Altona, Anatum, Barreilly, Berta, Bovismorbificans, Braenderup, Brancaster, Bredeney, Cerro). The theoretical m / z values of species (SodA, YibT, L15, PPlase, L25, Gns) are shown. Hyphens in the table indicate no database. It can be seen that it may be possible to identify by combining the m / z values of a plurality of proteins. Since SodA is a high-mass protein, it is less sensitive than other proteins, and the peak shape confirmed in the high-mass range is liable to mutate, so the accuracy of the m / z value tends to decrease. Are known.
Strictly speaking, the 6 kinds of proteins exemplified are 6 of the 12 markers for serotype identification of 22 kinds reported in Non-Patent Document 1, and are effective as identification markers for serotypes other than 22 kinds. unknown. In Table 7, serotypes other than 22 species are classified except S. Altona and S. Braenderup.
In addition, by combining with the detection status of the m / z value of the new marker protein as shown in Table 6, there is a possibility that identification that was difficult with the known marker protein alone can be performed.

表2から7の結果から、今回のプロトコルにより確認された新規マーカータンパク質26種が、サルモネラの種、亜種、血清型の識別に有効であることが判明した。併せて、これらのマーカータンパク質により、既知のマーカータンパク質だけでは困難な識別もできる可能性が示唆された。 From the results in Tables 2 to 7, it was found that the 26 novel marker proteins confirmed by this protocol are effective in distinguishing the species, subspecies, and serotypes of Salmonella. At the same time, it was suggested that these marker proteins may enable difficult identification with known marker proteins alone.

[態様]
上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
[Aspect]
It will be understood by those skilled in the art that the above-mentioned exemplary embodiments are specific examples of the following embodiments.

[1]下記タンパク質からなる群から選ばれる少なくとも一つのタンパク質をマーカーとして用いるサルモネラの識別方法。
S22、YcaR、L35、BcsR、SsaG、
Nucletidyl transferase、YibJ、OadG、
ChaB、ZapB、HU−1、YeiS、HU−2、IraP、S15、
rpoZ、IHFb、IHFa、YgaM、RaiA、YifE、
YeeX、Endolysin、RNaseP、CheY、S5
[1] A method for identifying Salmonella using at least one protein selected from the group consisting of the following proteins as a marker.
S22, YcaR, L35, BcsR, SsaG,
Nucletidyl transferase, YibJ, OadG,
ChaB, ZapB, HU-1, YeiS, HU-2, IraP, S15,
rpoZ, IHFb, IHFa, YgaM, RaiA, YifE,
YeX, Endrysin, RNaseP, CheY, S5

上記[1]の発明によれば、特定のタンパク質をサルモネラの識別用マーカーとして用いることで、より迅速かつ簡便にサルモネラの種、亜種、血清型を識別することができる。また、他のマーカーであるタンパク質と組み合わせることにより、さらに効率的にサルモネラの種、亜種、血清型を識別することができる。 According to the invention of [1] above, by using a specific protein as a marker for distinguishing Salmonella, it is possible to more quickly and easily identify the species, subspecies, and serotype of Salmonella. In addition, by combining with other markers, proteins, Salmonella species, subspecies, and serotypes can be identified more efficiently.

[2]さらに下記タンパク質からなる群から選ばれる少なくとも一つのタンパク質をマーカーとして用いる上記[1]に記載のサルモネラの識別方法。
Gns、YaiA、YibT、PPIase、L25、L21、S8、L17、
L15、S7、YciF、SodA
[2] The method for identifying Salmonella according to the above [1], wherein at least one protein selected from the group consisting of the following proteins is used as a marker.
Gns, YaiA, YibT, PPIase, L25, L21, S8, L17,
L15, S7, YciF, SodA

上記[2]の発明によれば、上記[1]に記載の識別用マーカーに[2]に記載の他の血清型識別マーカーであるタンパク質と組み合わせることにより、より効果的にサルモネラの種、亜種、血清型を識別することができる。加えて、[2]に記載の他のマーカータンパク質のみでは困難な識別も、[1]と組み合わせることで可能になることもある。 According to the invention of the above [2], by combining the identification marker described in the above [1] with a protein which is another serotype identification marker described in [2], the species of Salmonella, subspecies, can be more effectively used. Species and serotypes can be identified. In addition, identification that is difficult with the other marker proteins described in [2] alone may be possible in combination with [1].

[3]識別対象のサルモネラを質量分析する上記[1]または[2]に記載のサルモネラの識別方法。
[4]質量分析がMALDI−MSである上記[3]に記載のサルモネラの識別方法。
[3] The method for identifying Salmonella according to the above [1] or [2], which analyzes the salmonella to be identified by mass spectrometry.
[4] The method for identifying Salmonella according to the above [3], wherein the mass spectrometry is MALDI-MS.

上記[3]および[4]の発明によれば、ごく微量の試料を用いて短時間で分析結果を得ることができ、且つ多検体の連続分析も容易である。 According to the inventions of [3] and [4] above, an analysis result can be obtained in a short time by using a very small amount of sample, and continuous analysis of a large number of samples is easy.

[5]下記タンパク質のm/z値とサルモネラの種、亜種および血清型の少なくとも一つからなるデータベース。
S22、YcaR、L35、BcsR、SsaG、
Nucletidyl transferase、YibJ、OadG、
ChaB、ZapB、HU−1、YeiS、HU−2、IraP、S15、
rpoZ、IHFb、IHFa、YgaM、RaiA、YifE、
YeeX、Endolysin、RNaseP、CheY、S5
[6]さらに下記タンパク質のm/z値を含む上記[5]に記載のデータベース。
Gns、YaiA、YibT、PPIase、L25、L21、S8、L17、
L15、S7、YciF、SodA
[7]サルモネラの種、亜種および血清型を含む上記[5]または[6]に記載のデータベース。
[5] A database consisting of m / z values of the following proteins and at least one of Salmonella species, subspecies and serotypes.
S22, YcaR, L35, BcsR, SsaG,
Nucletidyl transferase, YibJ, OadG,
ChaB, ZapB, HU-1, YeiS, HU-2, IraP, S15,
rpoZ, IHFb, IHFa, YgaM, RaiA, YifE,
YeX, Endrysin, RNaseP, CheY, S5
[6] The database according to the above [5], which further contains m / z values of the following proteins.
Gns, YaiA, YibT, PPIase, L25, L21, S8, L17,
L15, S7, YciF, SodA
[7] The database according to [5] or [6] above, which comprises Salmonella species, variants and serotypes.

上記[5]、[6]および[7]の発明によれば、識別対象サルモネラの質量分析の結果から直ちにその種、亜種、血清型を識別することができる。

According to the inventions of [5], [6] and [7] above, the species, subspecies and serotype can be immediately identified from the result of mass spectrometry of the Salmonella to be identified.

Claims (7)

下記タンパク質からなる群から選ばれる少なくとも一つのタンパク質をマーカーとして用いるサルモネラの識別方法。
S22、YcaR、L35、BcsR、SsaG、
Nucletidyl transferase、YibJ、OadG、
ChaB、ZapB、HU−1、YeiS、HU−2、IraP、S15、
rpoZ、IHFb、IHFa、YgaM、RaiA、YifE、
YeeX、Endolysin、RNaseP、CheY、S5
A method for identifying Salmonella using at least one protein selected from the group consisting of the following proteins as a marker.
S22, YcaR, L35, BcsR, SsaG,
Nucletidyl transferase, YibJ, OadG,
ChaB, ZapB, HU-1, YeiS, HU-2, IraP, S15,
rpoZ, IHFb, IHFa, YgaM, RaiA, YifE,
YeX, Endrysin, RNaseP, CheY, S5
さらに下記タンパク質からなる群から選ばれる少なくとも一つのタンパク質をマーカーとして用いる請求項1に記載のサルモネラの識別方法。
Gns、YaiA、YibT、PPIase、L25、L21、S8、L17、
L15、S7、YciF、SodA
The method for identifying Salmonella according to claim 1, wherein at least one protein selected from the group consisting of the following proteins is used as a marker.
Gns, YaiA, YibT, PPIase, L25, L21, S8, L17,
L15, S7, YciF, SodA
識別対象のサルモネラを質量分析する請求項1または2に記載のサルモネラの識別方法。 The method for identifying Salmonella according to claim 1 or 2, wherein the salmonella to be identified is mass-analyzed. 質量分析がMALDI−MSである請求項3に記載のサルモネラの識別方法。 The method for identifying Salmonella according to claim 3, wherein the mass spectrometry is MALDI-MS. 下記タンパク質のm/z値とサルモネラの種、亜種および血清型の少なくとも一つからなるデータベース。
S22、YcaR、L35、BcsR、SsaG、
Nucletidyl transferase、YibJ、OadG、
ChaB、ZapB、HU−1、YeiS、HU−2、IraP、S15、
rpoZ、IHFb、IHFa、YgaM、RaiA、YifE、
YeeX、Endolysin、RNaseP、CheY、S5
A database consisting of m / z values of the following proteins and at least one of Salmonella species, variants and serotypes.
S22, YcaR, L35, BcsR, SsaG,
Nucletidyl transferase, YibJ, OadG,
ChaB, ZapB, HU-1, YeiS, HU-2, IraP, S15,
rpoZ, IHFb, IHFa, YgaM, RaiA, YifE,
YeX, Endrysin, RNaseP, CheY, S5
さらに下記タンパク質のm/z値を含む請求項5に記載のデータベース。
Gns、YaiA、YibT、PPIase、L25、L21、S8、L17、
L15、S7、YciF、SodA
The database according to claim 5, further comprising m / z values of the following proteins.
Gns, YaiA, YibT, PPIase, L25, L21, S8, L17,
L15, S7, YciF, SodA
サルモネラの種、亜種および血清型を含む請求項5または6に記載のデータベース。

The database of claim 5 or 6, comprising Salmonella species, variants and serotypes.

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