JP5692489B2 - Microbial detection method - Google Patents

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Description

本発明は、食品中あるいは環境中に存在する微生物を対象とし、生きている微生物のみを検出する方法に関するものである。   The present invention relates to a method of detecting only living microorganisms targeting microorganisms present in food or the environment.

食品中の微生物を検査する方法として、食品衛生検査指針準拠の培地培養法が従来より用いられてきた。しかし、培地培養法では微生物の検出に2日以上の時間がかかり、複数種の検査を行う場合には、各々異なった培地培養を行う必要があり、手間がかかり、高コストとなっている。   As a method for inspecting microorganisms in food, a medium culture method that complies with the food hygiene inspection guidelines has been conventionally used. However, in the culture medium culture method, it takes 2 days or more to detect microorganisms, and in the case of performing a plurality of types of tests, it is necessary to perform different culture mediums, which is troublesome and expensive.

一方、より短時間で微生物の有無を判断する技術として、PCR法により微生物のある特定の遺伝子を増幅して微生物の有無を判別する方法があり、食品衛生検査や環境検査、感染症検査の一部で用いられている(非特許文献1及び非特許文献2参照)。しかしながら、短時間での検出が可能であり、検出感度も良いが、微生物のDNAを利用していることから、試料に含まれている死菌も同時に検出されてしまうため、仮に陽性を示しても、必ずしも生きている微生物が試料に存在しているとはいえなかった。   On the other hand, as a technique for determining the presence or absence of microorganisms in a shorter time, there is a method of amplifying a specific gene of microorganisms by PCR method to determine the presence or absence of microorganisms, which is one of food hygiene tests, environmental tests and infectious disease tests. (See Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2). However, it can be detected in a short time and has good detection sensitivity. However, since microbial DNA is used, dead bacteria contained in the sample are also detected at the same time. However, it could not be said that living microorganisms were necessarily present in the sample.

微生物の生菌と死菌とを識別する方法として、被検試料をエチジウムモノアジドで処理し、被検試料に可視光を照射した後に被検試料からDNAを抽出し、抽出されたDNAのターゲット領域をPCRにより増幅することによって生菌と死菌とを識別する方法が提案されている(特許文献1及び2参照)。   As a method of discriminating between live and dead microorganisms, a test sample is treated with ethidium monoazide, the test sample is irradiated with visible light, DNA is extracted from the test sample, and the extracted DNA target A method for discriminating between live and dead bacteria by amplifying the region by PCR has been proposed (see Patent Documents 1 and 2).

特許第4127847号公報Japanese Patent No. 4127847 特開2008−173132号公報JP 2008-173132 A

結核菌検査指針 2007Tuberculosis Bacteria Test Guideline 2007 食安監発第1102004号Food Safety Supervision No. 1102004

しかしながら、生菌と死菌とを識別する前記方法では、被検試料に可視光を照射する時間が、微生物の種類によって、すなわちグラム陽性菌とグラム陰性菌とで異なり、グラム陰性菌について生菌と死菌とを識別するためには、より長い照射時間が必要であった。そのため、この方法では、グラム陽性菌及びグラム陰性菌の生菌を同時に検出することはできなかった。
本発明は、より短い照射時間でグラム陰性菌について生菌と死菌とを識別することができる微生物の生菌の検出方法を提供することを目的とする。
However, in the above-described method for distinguishing between live and dead bacteria, the time for irradiating the test sample with visible light differs depending on the type of microorganism, that is, between gram-positive and gram-negative bacteria. A longer irradiation time was required to distinguish between the bacterium and the dead bacteria. Therefore, this method cannot simultaneously detect viable bacteria of gram positive bacteria and gram negative bacteria.
An object of this invention is to provide the detection method of the living microbe of microorganisms which can discriminate | determine a living microbe and a dead microbe about a Gram-negative microbe in shorter irradiation time.

本発明は、被検試料中の微生物の生菌を検出する方法であって、a)被検試料を界面活性剤で処理し、b)界面活性剤で処理した被検試料をエチジウムモノアジド又はプロピジウムモノアジドで処理し、c)次いで、被検試料に可視光を照射し、d)可視光を照射した被検試料からDNAを抽出し、e)a)からd)の工程中のいずれかにおいてトポイソメラーゼ阻害剤又はDNAジャイレース阻害剤で処理し、
f)抽出されたDNAのターゲット領域を核酸増幅方法により増幅することを特徴とする前記検出方法を提供する。
本発明の検出方法においては、被検試料が微生物としてグラム陽性菌及びグラム陰性菌を含み、グラム陽性菌及びグラム陰性菌の生菌を同時に検出すること、
トポイソメラーゼ阻害剤又はDNAジャイレース阻害剤がアムサクリンであること、
が好適である。
The present invention is a method for detecting viable microorganisms in a test sample, in which a) the test sample is treated with a surfactant and b) the test sample treated with the surfactant is treated with ethidium monoazide or Treated with propidium monoazide, c) then irradiates the test sample with visible light, d) extracts DNA from the test sample irradiated with visible light, and e) any of steps a) to d) Treatment with a topoisomerase inhibitor or DNA gyrase inhibitor in
f) The detection method is characterized in that the target region of the extracted DNA is amplified by a nucleic acid amplification method.
In the detection method of the present invention, the test sample contains Gram-positive bacteria and Gram-negative bacteria as microorganisms, and simultaneously detects live Gram-positive and Gram-negative bacteria.
The topoisomerase inhibitor or DNA gyrase inhibitor is amsacrine,
Is preferred.

本発明により、より短い照射時間でグラム陰性菌について生菌と死菌とを識別することにより、同時にグラム陰性菌とグラム陽性菌の生菌の検出方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a method for detecting a live bacterium of a gram-negative bacterium and a gram-positive bacterium at the same time by distinguishing a live bacterium and a dead bacterium from a gram-negative bacterium with a shorter irradiation time.

EMA添加後の静置時間と光照射時間の検討における、電気泳動写真である。It is an electrophoretic photograph in examination of the standing time and light irradiation time after EMA addition. EMA添加後の静置時間と光照射時間の検討における、電気泳動写真である。It is an electrophoretic photograph in examination of the standing time and light irradiation time after EMA addition. 界面活性剤の添加効果の検討における、電気泳動写真である。It is an electrophoretic photograph in examination of the addition effect of surfactant. 界面活性剤の添加効果の検討における、電気泳動写真である。It is an electrophoretic photograph in examination of the addition effect of surfactant. 界面活性剤の添加効果の検討における、電気泳動写真である。It is an electrophoretic photograph in examination of the addition effect of surfactant. 界面活性剤の添加効果の検討における、電気泳動写真である。It is an electrophoretic photograph in examination of the addition effect of surfactant. 界面活性剤の添加効果の検討における、電気泳動写真である。It is an electrophoretic photograph in examination of the addition effect of surfactant. プロピジウムモノアジド溶液を用いた場合の界面活性剤の添加効果の検討における、電気泳動写真である。It is an electrophoresis photograph in examination of the addition effect of surfactant at the time of using a propidium monoazide solution. プロピジウムモノアジド溶液を用いた場合の界面活性剤の添加効果の検討における、電気泳動写真である。It is an electrophoresis photograph in examination of the addition effect of surfactant at the time of using a propidium monoazide solution.

本発明の被検試料中の微生物の生菌を検出する方法は、a)被検試料を界面活性剤で処理し、b)界面活性剤で処理した被検試料をエチジウムモノアジド又はプロピジウムモノアジドで処理し、c)次いで、被検試料に可視光を照射し、d)可視光を照射した被検試料からDNAを抽出し、e)a)からd)の工程中のいずれかにおいてトポイソメラーゼ阻害剤又はDNAジャイレース阻害剤で処理し、
f)抽出されたDNAのターゲット領域を核酸増幅方法により増幅することを特徴とする。
The method for detecting viable microorganisms in a test sample of the present invention comprises: a) treating a test sample with a surfactant; b) treating the test sample treated with the surfactant with ethidium monoazide or propidium monoazide C) Then, the test sample is irradiated with visible light, d) DNA is extracted from the test sample irradiated with visible light, and e) topoisomerase inhibition is performed in any of the steps from a) to d). Treatment with an agent or DNA gyrase inhibitor,
f) The target region of the extracted DNA is amplified by a nucleic acid amplification method.

被検試料としては、例えば牛乳、水、緑茶、酸性飲料等の飲料や食肉、チルド食品、生鮮食品(肉、野菜、魚)、弁当・総菜などの幅広い食品や、飼料などが利用可能である。更に、食品製造の設備や製造環境中の空気などの環境試料も本発明の被検試料として利用可能である。被検試料の性状は固体、液体及び気体のいずれであってもよい。被検試料は、前記のような製品又は生体試料そのものを希釈もしくは濃縮したもの、又は本発明の方法による処理以外の前処理をしたものであってもよい。前記前処理としては、加熱処理、濾過、又は遠心分離などが挙げられる。   As test samples, for example, beverages such as milk, water, green tea, acidic beverages, and a wide range of foods such as meat, chilled foods, fresh foods (meat, vegetables, fish), lunch boxes and prepared dishes, and feeds can be used. . In addition, environmental samples such as food production equipment and air in the production environment can be used as the test sample of the present invention. The property of the test sample may be any of solid, liquid and gas. The test sample may be a product obtained by diluting or concentrating the product or the biological sample itself, or a pre-treatment other than the treatment according to the method of the present invention. Examples of the pretreatment include heat treatment, filtration, and centrifugation.

微生物としては、細菌、糸状菌、及び酵母などが挙げられる。細菌としては、グラム陽性菌及びグラム陰性菌のいずれもが含まれる。グラム陽性菌としては、ストレプトコッカス属細菌、リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)などのリステリア属細菌、及びバチラス・サブチリス(Bacillus subtilis)などのバチラス属細菌、及びマイコバクテリウム属細菌などが挙げられる。グラム陰性菌としては、エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)などのエシェリヒア属細菌、エンテロバクター・サカザキ(Enterobacter sakazakii)などのエンテロバクター属細菌、サルモネラ属細菌、ビブリオ属細菌、及びシュードモナス属細菌などが挙げられる。   Examples of the microorganism include bacteria, filamentous fungi, and yeast. Bacteria include both gram-positive bacteria and gram-negative bacteria. Examples of Gram-positive bacteria include Streptococcus bacteria, Listeria monocytogenes such as Listeria monocytogenes, Bacillus subtilis such as Bacillus subtilis, and Mycobacterium bacteria. Gram-negative bacteria include Escherichia bacteria such as Escherichia coli, Enterobacter sakazakii such as Enterobacter sakazakii, Salmonella bacteria, Vibrio bacteria, and Pseudomonas bacteria .

生菌とは、一般に好適な培養条件によって培養した際に増殖が可能であって、その微生物が有する代謝活性を示す状態(Viable-and-Culturable state)であり、細胞壁の損傷がほとんど無い微生物をいう。前記代謝活性としては、ATP活性、及びエステラーゼ活性などが挙げられる。
死菌とは、好適な培養条件によって培養した場合であっても増殖は不可能であって、代謝活性を示さない状態(Dead)の微生物である。また、細胞壁の構造は維持されているものの、細胞壁自体は高度に損傷を受けており、ヨウ化プロピジウムのような弱透過性の核染色剤等が細胞壁を透過する状態である。
Viable bacteria are generally viable-and-culturable states that can grow when cultured under suitable culture conditions, and that have little cell wall damage. Say. Examples of the metabolic activity include ATP activity and esterase activity.
Dead bacteria are microorganisms that cannot grow even when cultured under suitable culture conditions and do not exhibit metabolic activity (Dead). In addition, although the structure of the cell wall is maintained, the cell wall itself is highly damaged, and a weakly permeable nuclear stain such as propidium iodide penetrates the cell wall.

本発明の検出方法においては、被検試料を界面活性剤で処理する(工程a))。イオン性界面活性剤又は非イオン性界面活性剤のいずれも、前記界面活性剤として使用することができる。
イオン性界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤の脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、アルファスルホ脂肪酸エステルナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキル硫酸エステルナトリウム、アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウム、カチオン性界面活性剤のアルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、両性界面活性剤のアルキルカルボキシベタイン、アルキルアミンオキシド、アルキルアミノ脂肪酸塩などが挙げられる。
非イオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪酸ソルビタンエステル、脂肪酸アルカノールアミド、アルキルポリグルコシド、アルキルモノグリセリルエーテルなどが挙げられる。
被検試料の界面活性剤による処理は、被検試料に界面活性剤を添加することにより行われる。界面活性剤の添加量は、界面活性剤を添加した後の被検試料の重量を基準として、好ましくは0.1〜0.00001重量%であり、より好ましくは0.01〜0.0001重量%である。
In the detection method of the present invention, a test sample is treated with a surfactant (step a)). Either an ionic surfactant or a nonionic surfactant can be used as the surfactant.
Examples of ionic surfactants include anionic surfactants such as fatty acid sodium, fatty acid potassium, sodium alphasulfo fatty acid ester, sodium alkylbenzene sulfonate, sodium alkyl sulfate, sodium alkyl ether sulfate, sodium alpha olefin sulfonate, alkyl sulfone. Examples thereof include sodium acid, alkyltrimethylammonium salt, dialkyldimethylammonium salt, alkylbenzyldimethylammonium salt of cationic surfactant, alkylcarboxybetaine of amphoteric surfactant, alkylamine oxide, alkylamino fatty acid salt and the like.
Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, fatty acid sorbitan ester, fatty acid alkanolamide, alkyl polyglucoside, and alkyl monoglyceryl ether.
Treatment of the test sample with the surfactant is performed by adding a surfactant to the test sample. The addition amount of the surfactant is preferably 0.1 to 0.00001% by weight, more preferably 0.01 to 0.0001% by weight based on the weight of the test sample after adding the surfactant. %.

本発明の検出方法においては、次いで界面活性剤で処理した被検試料をエチジウムモノアジド又はプロピジウムモノアジドで処理する(工程b))。被検試料のエチジウムモノアジド又はプロピジウムモノアジドによる処理は、被検試料にエチジウムモノアジド又はプロピジウムモノアジドを添加し、一定時間静置することにより行われる。エチジウムモノアジド又はプロピジウムモノアジドの添加量は、終濃度で0.5〜100μg/mlが好ましい。また、添加するエチジウムモノアジド又はプロピジウムモノアジドの温度は、4〜10℃が好ましい。さらに、被検試料の温度も4〜10℃が好ましい。また、エチジウムモノアジド又はプロピジウムモノアジドを被検試料に添加した後の静置時間は、好ましくは3〜60分間であり、より好ましくは5〜20分間である。なお、エチジウムモノアジド又はプロピジウムモノアジドによる処理は、遮光下で行うことが好ましい。   In the detection method of the present invention, the test sample treated with the surfactant is then treated with ethidium monoazide or propidium monoazide (step b)). Treatment of the test sample with ethidium monoazide or propidium monoazide is performed by adding ethidium monoazide or propidium monoazide to the test sample and allowing to stand for a certain period of time. The amount of ethidium monoazide or propidium monoazide added is preferably 0.5 to 100 μg / ml in the final concentration. The temperature of ethidium monoazide or propidium monoazide to be added is preferably 4 to 10 ° C. Furthermore, the temperature of the test sample is preferably 4 to 10 ° C. Moreover, the standing time after adding ethidium monoazide or propidium monoazide to the test sample is preferably 3 to 60 minutes, more preferably 5 to 20 minutes. The treatment with ethidium monoazide or propidium monoazide is preferably performed under light shielding.

本発明の検出方法においては、次いで被検試料に可視光を照射する(工程c))。可視光としては、550〜700nmの波長の光を含む可視光が好ましい。可視光の照射は、被検試料から、例えば5〜50cmの距離から100〜750Wの可視光を3分〜1時間照射する。なお、可視光照射は、低温下で、例えば試料を氷冷して行うことが好ましい。   In the detection method of the present invention, the test sample is then irradiated with visible light (step c)). The visible light is preferably visible light including light having a wavelength of 550 to 700 nm. For the irradiation with visible light, for example, visible light of 100 to 750 W is irradiated for 3 minutes to 1 hour from a distance of 5 to 50 cm from the test sample. Note that the visible light irradiation is preferably performed at a low temperature, for example, by cooling the sample with ice.

本発明の検出方法においては、次いで可視光を照射した被検試料からDNAを抽出する(工程d))。被検試料からDNAを抽出する方法としては、例えばフェノール抽出法、フェノール・クロロホルム抽出法、アルカリ溶解法、ボイリング法が挙げられる。また、市販のDNA抽出試薬や核酸自動抽出装置を用いてDNAを抽出する方法が挙げられる。   In the detection method of the present invention, DNA is then extracted from the test sample irradiated with visible light (step d)). Examples of a method for extracting DNA from a test sample include a phenol extraction method, a phenol / chloroform extraction method, an alkali dissolution method, and a boiling method. Moreover, the method of extracting DNA using a commercially available DNA extraction reagent and a nucleic acid automatic extraction apparatus is mentioned.

本発明の検出方法においては、工程a)〜工程d)のいずれかにおいて被検試料をトポイソメラーゼ阻害剤又はDNAジャイレース阻害剤で処理する(工程e))。トポイソメラーゼ阻害剤及びDNAジャイレース阻害剤とは、トポイソメラーゼ(Topoisomerase)及びDNAジャイレース(DNA Gyrase)のDNA切断活性は阻害せずに、DNAの再結合を阻害するもの、又はDNAを切断する速度を促進させるものをいう。トポイソメラーゼ阻害剤及びDNAジャイレース阻害剤は、生菌と、死菌に対する作用が異なるものであることが好ましい。より具体的には生菌の細胞壁よりも死菌の細胞壁に対して透過性の高いものであることが好ましい。   In the detection method of the present invention, the test sample is treated with a topoisomerase inhibitor or a DNA gyrase inhibitor in any of steps a) to d) (step e)). Topoisomerase inhibitors and DNA gyrase inhibitors are those that inhibit the recombination of DNA without inhibiting the DNA cleavage activity of topoisomerase (Topoisomerase) and DNA gyrase, or the rate at which DNA is cleaved. It means something to promote. It is preferable that the topoisomerase inhibitor and the DNA gyrase inhibitor have different effects on live bacteria and dead bacteria. More specifically, it is preferable that it is more permeable to the cell wall of dead bacteria than the cell wall of live bacteria.

トポイソメラーゼ阻害剤又はDNAジャイレース阻害剤による処理の条件は適宜設定することが可能であり、例えば、検出対象の微生物の生菌及び死菌の懸濁液に、種々の濃度のトポイソメラーゼ阻害剤を添加し、種々の時間を置いた後、微生物のDNAを抽出しPCRで分析することで、生菌と死菌を区別しやすい条件を決定することができる。このような条件としてアムサクリンでは終濃度1〜100μg/ml、25〜37℃、5分〜36時間が挙げられる。   Conditions for treatment with a topoisomerase inhibitor or a DNA gyrase inhibitor can be set as appropriate. For example, various concentrations of a topoisomerase inhibitor are added to a suspension of living and dead microorganisms to be detected. After various periods of time, by extracting the DNA of the microorganism and analyzing it by PCR, it is possible to determine conditions that make it easy to distinguish between live and dead bacteria. Such conditions include a final concentration of 1 to 100 μg / ml, 25 to 37 ° C., and 5 minutes to 36 hours for amsacrine.

本発明の検出方法においては、次いで抽出されたDNAのターゲット領域を核酸増幅方法により増幅する(工程f))。ターゲット領域とは、染色体DNAのうち、核酸増幅方法により増幅できる領域であり、検出対象の微生物を検出することができるものであれば特に制限されず、目的に応じて適宜設定することができる。例えば、被検試料に検出対象の微生物と異なる種類の細胞が含まれる場合には、ターゲット領域は、検出対象の微生物に特異的な配列を有することが好ましい。また、目的によっては、複数種の微生物に共通する配列を有するものであってもよい。ターゲット領域の長さとしては、通常80〜1000塩基、好ましくは100〜500塩基が挙げられる。核酸増幅方法としては、PCR法(polymerase chain reaction)、SDA法(strand displacement amplification)、LCR法(ligase chain reaction)、LAMP法(loop-mediated isothermal amplification),ICAN法(isothermal and chimeric primer-initiated amplification of nucleic acids)などが存在し、その中でもPCR法を用いることが好ましい。   In the detection method of the present invention, the target region of the extracted DNA is then amplified by a nucleic acid amplification method (step f)). The target region is a region of the chromosomal DNA that can be amplified by the nucleic acid amplification method, and is not particularly limited as long as it can detect the microorganism to be detected, and can be appropriately set according to the purpose. For example, when the test sample includes cells of a different type from the microorganism to be detected, the target region preferably has a sequence specific to the microorganism to be detected. Further, depending on the purpose, it may have a sequence common to a plurality of types of microorganisms. The length of the target region is usually 80 to 1000 bases, preferably 100 to 500 bases. Nucleic acid amplification methods include PCR (polymerase chain reaction), SDA (strand displacement amplification), LCR (ligase chain reaction), LAMP (loop-mediated isothermal amplification), ICAN (isothermal and chimeric primer-initiated amplification) of nucleic acids), among which the PCR method is preferably used.

本発明で用いたPCRプライマーは、上記ターゲット領域を特異的に増幅することができるものであれば特に制限されない。具体的には、16S rRNA遺伝子に対応するプライマーとして、配列番号1及び2に示すプライマーセット、又は配列番号3及び2に示すプライマーセットが挙げられる。
本発明の検出方法において、PCR増幅は公知の方法を用いて行われる。例えば、抽出されたDNAを鋳型とし、熱変性によりDNAを一本鎖にした後(例えば94℃)、これにプライマーをアニーリングさせ(例えば、60℃)、耐熱性DNAポリメラーゼを用いて相補鎖を合成する(例えば、72℃)、というサイクルを、例えば20〜40回繰返すことにより、目的とする遺伝子領域だけを増幅させる。
得られたPCR増幅産物は、公知の方法、例えば電気泳動やクロマトグラフィー、DNAチップ(マイクロアレイ)などによって解析することができる。
The PCR primer used in the present invention is not particularly limited as long as it can specifically amplify the target region. Specifically, as a primer corresponding to 16S rRNA gene, the primer set shown to sequence number 1 and 2 or the primer set shown to sequence number 3 and 2 is mentioned.
In the detection method of the present invention, PCR amplification is performed using a known method. For example, using the extracted DNA as a template, heat-denaturing the DNA into a single strand (eg, 94 ° C.), annealing the primer (eg, 60 ° C.), and then using a heat-resistant DNA polymerase to form the complementary strand By repeating the cycle of synthesis (for example, 72 ° C.) 20 to 40 times, for example, only the target gene region is amplified.
The obtained PCR amplification product can be analyzed by a known method such as electrophoresis, chromatography, or a DNA chip (microarray).

1.使用した菌
グラム陰性細菌:大腸菌(Escherichia coli ATCC 8739)
グラム陽性細菌:枯草菌(Bacillus subtilis ATCC 6633)
1. Used gram-negative bacteria: Escherichia coli ATCC 8739
Gram-positive bacteria: Bacillus subtilis ATCC 6633

2.生菌溶液及び死菌溶液の調整
LB培地を用いて35℃で培養し、対数増殖期の培養液を取りだした。次いで、滅菌希釈液Pro−media MT−11(株式会社エルメックス)を用いて段階的に希釈して各濃度の生菌懸濁液とした。生菌懸濁液1mlを計りとり、ペトリフィルム培地生菌数測定用ACプレート(住友スリーエム社)で測定した。
また、生菌懸濁液1mlを1.5mlチューブに入れ、ヒートブロックにて100℃で3分間加熱し(大腸菌について)、又は100℃で10分間加熱し(枯草菌について)、次いで氷で急冷したものを死菌懸濁液とした。
2. Preparation of live bacterial solution and dead bacterial solution Cultured at 35 ° C. using LB medium, and the culture solution in the logarithmic growth phase was taken out. Then, it diluted stepwise using sterilization dilution liquid Pro-media MT-11 (Elmex Corporation), and was made into the living microbe suspension of each density | concentration. 1 ml of the viable cell suspension was weighed and measured with an AC plate for measuring the viable cell count of Petrifilm medium (Sumitomo 3M).
In addition, 1 ml of the viable cell suspension is put into a 1.5 ml tube and heated in a heat block at 100 ° C. for 3 minutes (for E. coli) or at 100 ° C. for 10 minutes (for Bacillus subtilis) and then rapidly cooled with ice This was used as a dead bacterial suspension.

3.試薬
3. reagent

4.実験方法
(1)EMA添加後の静置時間と光照射時間の検討
大腸菌の生菌懸濁液及び死菌懸濁液、並びに枯草菌の生菌懸濁液及び死菌懸濁液を、1×107cfu/mlで各々100μlずつ1.5mlチューブに取り、1mg/mlのアムサクリン溶液を1μl添加した。遮光下で1mg/mlのエチジウムモノアジド溶液を1μl添加した。これを遮光下4℃で、5、10又は30分間静置した後、氷上に静置した。各懸濁液から25〜30cmの距離に設置した100V−500Wライト(東芝ライテック AL−UF−6−2)を5又は10分間照射した。
その後、遮光下30℃で30分間静置した後、0.2N 水酸化ナトリウム溶液を100μl加えて100℃、10分加熱後、氷中で急冷し1M Tris−HCl (pH 8.0)と滅菌水を加え、4℃、16000×g、5分遠心することでDNAを抽出した。抽出したDNA溶液を用い、16S rRNA遺伝子をターゲットとしたPCRを行った。PCR組成及び反応条件を以下に示す。
4). Experimental Method (1) Examination of Standing Time and Light Irradiation Time after EMA Addition A live and dead suspension of Escherichia coli, and a live and dead suspension of Bacillus subtilis 100 μl each at × 10 7 cfu / ml was taken into a 1.5 ml tube, and 1 μl of 1 mg / ml amsacrine solution was added. 1 μl of 1 mg / ml ethidium monoazide solution was added under light shielding. This was allowed to stand at 4 ° C. under light shielding for 5, 10 or 30 minutes, and then left on ice. 100V-500W light (Toshiba Lighting & Technology AL-UF-6-2) installed at a distance of 25 to 30 cm from each suspension was irradiated for 5 or 10 minutes.
Then, after standing at 30 ° C. for 30 minutes in the dark, add 100 μl of 0.2N sodium hydroxide solution, heat at 100 ° C. for 10 minutes, quench rapidly in ice and sterilize with 1M Tris-HCl (pH 8.0). DNA was extracted by adding water and centrifuging at 16000 × g for 5 minutes at 4 ° C. Using the extracted DNA solution, PCR targeting 16S rRNA gene was performed. The PCR composition and reaction conditions are shown below.

PCR組成(大腸菌)
反応条件
PCR composition (E. coli)
Reaction conditions

PCR組成(枯草菌)
反応条件
PCR composition (Bacillus subtilis)
Reaction conditions

PCR後、1.5%(w/v)アガロースゲルを用いて電気泳動を行った。電気泳動完了後、TAEバッファーで10000倍に希釈したSYBR GreenI(TaKaRa)溶液に30分間漬けてアガロースゲルを染色し、UVトランスイルミネーターでPCR増幅産物を観察した。結果を図1及び2に示す。図1及び2から明らかであるように、グラム陰性菌である大腸菌の生菌のDNAのみを検出するためには4℃静置時間30分と光照射10分が必要であるが、グラム陽性菌である枯草菌で4℃静置時間30分と光照射10分を行った場合、生菌のDNAも分解されてしまい、この条件では、グラム陰性菌とグラム陽性菌の生菌を同時に検出することはできなかった。
一方、グラム陽性菌である枯草菌の生菌のDNAのみを検出するためには4℃静置時間5分と光照射5分にする必要があるが、グラム陰性菌である大腸菌で4℃静置時間5分と光照射5分を行った場合、生菌及び死菌の両方が検出されてしまい、この条件でも、グラム陰性菌とグラム陽性菌の生菌を同時に検出することはできなかった。
After PCR, electrophoresis was performed using 1.5% (w / v) agarose gel. After completion of electrophoresis, the agarose gel was stained by dipping in a SYBR Green I (TaKaRa) solution diluted 10,000 times with TAE buffer for 30 minutes, and the PCR amplification product was observed with a UV transilluminator. The results are shown in FIGS. As is clear from FIGS. 1 and 2, in order to detect only the DNA of live Escherichia coli, which is a gram-negative bacterium, a 4 ° C. incubation time of 30 minutes and a light irradiation of 10 minutes are required. When Bacillus subtilis is kept at 4 ° C. for 30 minutes and irradiated with light for 10 minutes, the DNA of live bacteria is also degraded, and under these conditions, live bacteria of Gram-negative and Gram-positive bacteria are detected simultaneously. I couldn't.
On the other hand, in order to detect only DNA of live bacteria of Bacillus subtilis which is a Gram-positive bacterium, it is necessary to set the incubation time at 4 ° C. for 5 minutes and light irradiation for 5 minutes. When 5 minutes of exposure time and 5 minutes of light irradiation were performed, both live and dead bacteria were detected, and even under this condition, live bacteria of gram-negative and gram-positive bacteria could not be detected simultaneously. .

(2)界面活性剤の添加効果の検討
大腸菌の生菌懸濁液及び死菌懸濁液、並びに枯草菌の生菌懸濁液及び死菌懸濁液を、1×107cfu/ml及び1×103cfu/mlで各々100μlずつ1.5mlチューブに取り、1mg/mlのアムサクリン溶液を1μl添加した。さらに各濃度(10重量%、1重量%、0.1重量%、及び0.01重量%)の界面活性剤(SDS、CTAB及びTritonX−100)を1μl又は10重量%の界面活性剤(SDS、CTAB及びTritonX−100)を11μl添加した。遮光下で1mg/mlのエチジウムモノアジド溶液を1μl添加した。これを遮光下4℃で5分静置した後、氷上に静置した。各懸濁液から25〜30cmの距離に設置した100V−500Wライト(東芝ライテック AL−UF−6−2)を5分間照射した。
その後、遮光下30℃で30分間静置した後、0.2N 水酸化ナトリウム溶液を100μl加えて100℃、10分加熱後、氷中で急冷し1M Tris−HCl (pH 8.0)と滅菌水を加え、4℃、16000×g、5分遠心することでDNAを抽出した。抽出したDNA溶液を用い、16S rRNA遺伝子をターゲットとしたPCRを行った。なお、CTAB添加したものサンプルは、PCR時の残存CTABの影響を避けるため、DNA溶液をさらに100倍希釈して用いた。PCR組成及び反応条件は上記(1)で使用した組成及び条件と同じである。
PCR後、1.5%(w/v)アガロースゲルを用いて電気泳動を行った。電気泳動完了後、TAEバッファーで10000倍に希釈したSYBR GreenI(TaKaRa)溶液に30分間漬けてアガロースゲルを染色し、UVトランスイルミネーターでPCR増幅産物を観察した。結果を図3〜7に示す。図3〜7から明らかであるように、5分間の光照射により、グラム陰性菌である大腸菌及びグラム陽性菌である枯草菌の生菌のDNAのみが検出された。これらの結果のまとめを表1に示す。
(2) Examination of effect of addition of surfactant A live cell suspension and a dead cell suspension of Escherichia coli, a live cell suspension and a dead cell suspension of Bacillus subtilis, and 1 × 10 7 cfu / ml and 100 μl of each at 1 × 10 3 cfu / ml was taken into a 1.5 ml tube, and 1 μl of 1 mg / ml amsacrine solution was added. Furthermore, 1 μl or 10% by weight of surfactant (SDS, SDS, CTAB and Triton X-100) at each concentration (10% by weight, 1% by weight, 0.1% by weight and 0.01% by weight) was added. , CTAB and Triton X-100) were added. 1 μl of 1 mg / ml ethidium monoazide solution was added under light shielding. This was allowed to stand at 4 ° C. for 5 minutes under light shielding, and then left on ice. A 100V-500W light (Toshiba Lighting & Technology AL-UF-6-2) placed at a distance of 25 to 30 cm from each suspension was irradiated for 5 minutes.
Then, after standing at 30 ° C. for 30 minutes in the dark, add 100 μl of 0.2N sodium hydroxide solution, heat at 100 ° C. for 10 minutes, quench rapidly in ice and sterilize with 1M Tris-HCl (pH 8.0). DNA was extracted by adding water and centrifuging at 16000 × g for 5 minutes at 4 ° C. Using the extracted DNA solution, PCR targeting 16S rRNA gene was performed. The sample added with CTAB was used after further diluting the DNA solution 100 times in order to avoid the influence of residual CTAB during PCR. The PCR composition and reaction conditions are the same as those used in (1) above.
After PCR, electrophoresis was performed using 1.5% (w / v) agarose gel. After completion of the electrophoresis, the sample was immersed in a SYBR Green I (TaKaRa) solution diluted 10,000 times with TAE buffer for 30 minutes to stain the agarose gel, and the PCR amplification product was observed with a UV transilluminator. The results are shown in FIGS. As apparent from FIGS. 3 to 7, only the DNA of Escherichia coli, which is a Gram-negative bacterium, and viable bacteria of Bacillus subtilis, which is a Gram-positive bacterium, was detected by light irradiation for 5 minutes. A summary of these results is shown in Table 1.

(3)プロピジウムモノアジド溶液を用いた場合の界面活性剤の添加効果の検討
大腸菌の生菌懸濁液及び死菌懸濁液、並びに枯草菌の生菌懸濁液及び死菌懸濁液を、1×107cfu/ml及び1×103cfu/mlで各々100μlずつ1.5mlチューブに取り、1mg/mlのアムサクリン溶液を1μl添加した。さらに1重量%の界面活性剤(SDS、TritonX−100)を1μl添加した。遮光下で1mg/mlのプロピジウムモノアジド溶液を1μl添加した。これを遮光下4℃で5分間静置した後、氷上に静置した。各懸濁液から25〜30cmの距離に設置した100V−500Wライト(東芝ライテック AL−UF−6−2)を5分間照射した。
その後、遮光下30℃で30分間静置した後、アルカリ溶解法にてDNAを抽出した。抽出したDNA溶液を用い、16S rRNA遺伝子をターゲットとしたPCRを行った。PCR組成及び反応条件は上記(1)で使用した組成及び条件と同じである。
PCR後、1.5%(w/v)アガロースゲルを用いて電気泳動を行った。電気泳動完了後、TAEバッファーで10000倍に希釈したSYBR GreenI(TaKaRa)溶液に30分間漬けてアガロースゲルを染色し、UVトランスイルミネーターでPCR増幅産物を観察した。結果を図8及び9に示す。なお、図8及び9中の1〜16のサンプル番号は以下をあらわしている。
1: PMA、AMSA非添加
2: PMA、AMSA添加
3: PMA、AMSA、0.01%SDS添加
4: PMA、AMSA、0.01%TritonX-100添加
5: PMA、AMSA非添加
6: PMA、AMSA添加
7: PMA、AMSA, 0.01%SDS添加
8: PMA、AMSA, 0.01%TritonX-100添加
9: PMA、AMSA非添加
10: PMA、AMSA添加
11: PMA、AMSA、0.01%SDS添加
12: PMA、AMSA、0.01%TritonX-100添加
13: PMA、AMSA非添加
14: PMA、AMSA添加
15: PMA、AMSA、0.01%SDS添加
16: PMA、AMSA、0.01%TritonX-100添加
(3) Examination of addition effect of surfactant when propidium monoazide solution is used Live cell suspension and killed cell suspension of Escherichia coli, live cell suspension and killed cell suspension of Bacillus subtilis 100 μl each of 1 × 10 7 cfu / ml and 1 × 10 3 cfu / ml was taken in a 1.5 ml tube, and 1 μl of 1 mg / ml amsacrine solution was added. Further, 1 μl of 1% by weight of a surfactant (SDS, Triton X-100) was added. 1 μl of 1 mg / ml propidium monoazide solution was added under shading. This was allowed to stand at 4 ° C. for 5 minutes under light shielding, and then left on ice. A 100V-500W light (Toshiba Lighting & Technology AL-UF-6-2) placed at a distance of 25 to 30 cm from each suspension was irradiated for 5 minutes.
Then, after leaving still for 30 minutes at 30 ° C. under light shielding, DNA was extracted by an alkali dissolution method. Using the extracted DNA solution, PCR targeting 16S rRNA gene was performed. The PCR composition and reaction conditions are the same as those used in (1) above.
After PCR, electrophoresis was performed using 1.5% (w / v) agarose gel. After completion of electrophoresis, the agarose gel was stained by dipping in a SYBR Green I (TaKaRa) solution diluted 10,000 times with TAE buffer for 30 minutes, and the PCR amplification product was observed with a UV transilluminator. The results are shown in FIGS. Note that the sample numbers 1 to 16 in FIGS. 8 and 9 represent the following.
1: PMA, AMSA not added
2: PMA, AMSA added
3: PMA, AMSA, 0.01% SDS added
4: PMA, AMSA, 0.01% TritonX-100 added
5: PMA, AMSA not added
6: PMA, AMSA added
7: PMA, AMSA, 0.01% SDS added
8: PMA, AMSA, 0.01% TritonX-100 added
9: PMA, AMSA not added
10: PMA, AMSA added
11: PMA, AMSA, 0.01% SDS added
12: PMA, AMSA, 0.01% TritonX-100 added
13: PMA, AMSA not added
14: PMA, AMSA added
15: PMA, AMSA, 0.01% SDS added
16: PMA, AMSA, 0.01% TritonX-100 added

Claims (9)

被検試料中の、グラム陽性菌及びグラム陰性菌の生菌を同一反応条件で同時に検出する方法であって、
a)被検試料を界面活性剤で処理し、
b)界面活性剤で処理した被検試料をエチジウムモノアジド又はプロピジウムモノアジドで処理し、
c)次いで、被検試料に可視光を照射し、
d)可視光を照射した被検試料からDNAを抽出し、
e)a)からd)の工程中のいずれかにおいてトポイソメラーゼ阻害剤又はDNAジャイレース阻害剤で処理し、
f)抽出されたDNAのターゲット領域を核酸増幅方法により増幅することを特徴とする前記検出方法。
A method for simultaneously detecting live Gram-positive and Gram-negative bacteria in a test sample under the same reaction conditions ,
a) treating a test sample with a surfactant;
b) treating a test sample treated with a surfactant with ethidium monoazide or propidium monoazide;
c) Next, the test sample is irradiated with visible light,
d) DNA is extracted from the test sample irradiated with visible light,
e) treating with a topoisomerase inhibitor or DNA gyrase inhibitor in any of steps a) to d);
f) The detection method, wherein the target region of the extracted DNA is amplified by a nucleic acid amplification method.
被検試料を界面活性剤で処理する工程において、界面活性剤が0.0001〜0.1重量%で含有されている、請求項1記載の検出方法。The detection method according to claim 1, wherein the surfactant is contained in an amount of 0.0001 to 0.1% by weight in the step of treating the test sample with the surfactant. 被検試料を界面活性剤で処理する工程において、界面活性剤がアニオン界面活性剤であり、0.0001〜0.01重量%で含有されている、請求項1記載の検出方法。The detection method according to claim 1, wherein in the step of treating the test sample with a surfactant, the surfactant is an anionic surfactant and contained at 0.0001 to 0.01% by weight. アニオン界面活性剤がドデシル硫酸ナトリウムである、請求項3記載の検出方法。The detection method according to claim 3, wherein the anionic surfactant is sodium dodecyl sulfate. 被検試料を界面活性剤で処理する工程において、界面活性剤がカチオン界面活性剤であり、0.001〜0.01重量%で含有されている、請求項1記載の検出方法。The detection method according to claim 1, wherein in the step of treating the test sample with a surfactant, the surfactant is a cationic surfactant and contained at 0.001 to 0.01% by weight. カチオン界面活性剤がヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミドである、請求項5記載の検出方法。The detection method according to claim 5, wherein the cationic surfactant is hexadecyltrimethylammonium bromide. 被検試料を界面活性剤で処理する工程において、界面活性剤が非イオン界面活性剤であり、0.0001〜0.1重量%で含有されている、請求項1記載の検出方法。The detection method according to claim 1, wherein in the step of treating the test sample with a surfactant, the surfactant is a nonionic surfactant and is contained at 0.0001 to 0.1% by weight. 非イオン界面活性剤がTritonX−100である、請求項7記載の検出方法。The detection method according to claim 7, wherein the nonionic surfactant is Triton X-100. トポイソメラーゼ阻害剤又はDNAジャイレース阻害剤がアムサクリンである請求項1記載の検出方法。   The detection method according to claim 1, wherein the topoisomerase inhibitor or DNA gyrase inhibitor is amsacrine.
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