RU2037520C1 - Recombinant plasmid dna pzat1 used for preparing dna-probe which is used for identification of toxigenic strains of anthrax pathogen, method of construction of plasmid dna pzat1 and a strain of bacterium escherichia coli used for preparing recombinant plasmid dna pzat1 and dna-probe which is used for identification of toxigenic strains of anthrax pathogen - Google Patents

Recombinant plasmid dna pzat1 used for preparing dna-probe which is used for identification of toxigenic strains of anthrax pathogen, method of construction of plasmid dna pzat1 and a strain of bacterium escherichia coli used for preparing recombinant plasmid dna pzat1 and dna-probe which is used for identification of toxigenic strains of anthrax pathogen Download PDF

Info

Publication number
RU2037520C1
RU2037520C1 SU5049443A RU2037520C1 RU 2037520 C1 RU2037520 C1 RU 2037520C1 SU 5049443 A SU5049443 A SU 5049443A RU 2037520 C1 RU2037520 C1 RU 2037520C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dna
pzat1
plasmid
plasmid dna
probe
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Б. Тимошин
В.С. Замараев
В.А. Антонов
Original Assignee
Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт filed Critical Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт
Priority to SU5049443 priority Critical patent/RU2037520C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2037520C1 publication Critical patent/RU2037520C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicinal biotechnology. SUBSTANCE: method involves construction of recombinant plasmid DNA carrying species-specific fragment of anthrax plasmid pXOI which is used for DNA-probe. Synthesis level of recombinant plasmid in cells of strain is 1.5-2 mg per 1 l nutrient medium. DNA-probe prepared on the basis of plasmid DNA pZAT1 is hybridized only with toxigenic strains of anthrax pathogen that ensures to differentiate their from other bacteria including closely related bacilli and avirulent strains Bacillus anthracis no containing plasmid pXOI. EFFECT: construction of plasmid DNA indicated above. 4 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к медицинской микробиологии и биотехнологии, в частности к генетической инженерии, и может быть использовано для идентификации токсигенных штаммов возбудителя сибирской язвы методом молекулярной гибридизации. The invention relates to medical microbiology and biotechnology, in particular to genetic engineering, and can be used to identify toxigenic strains of anthrax pathogen by molecular hybridization.

Известны способы идентификации возбудителя сибирской язвы, основанные на выявлении фенотипических признаков вида (антигенная структура, биохимические свойства, чувствительность к бактериофагам). Known methods for identifying the causative agent of anthrax, based on the identification of phenotypic characteristics of the species (antigenic structure, biochemical properties, sensitivity to bacteriophages).

Недостатки этих методов связаны с нестабильностью фенотипических свойств микроорганизмов, что требует при идентификации вида изучения комплекса фенотипических признаков. В отличие от вариабельного фенотипа генотип по своей сути является первоосновой видовой принадлежности, то есть более стабилен, а следовательно, и специфичен. The disadvantages of these methods are associated with the instability of the phenotypic properties of microorganisms, which requires identification of the type of study of the complex of phenotypic characters. In contrast to the variable phenotype, the genotype is inherently the primary basis of species affiliation, that is, it is more stable and, therefore, specific.

Для разработки генотипических способов идентификации исходят из наличия в геноме консервативных нуклеотидных последовательностей, геномные перестройки в которых приводят к утрате видовой принадлежности. При поиске ДНК-зонда тактика сводится к клонированию того гена или его участка, который детерминирует наиболее важный видовой признак. To develop genotypic identification methods, one proceeds from the presence of conservative nucleotide sequences in the genome, in which genomic rearrangements lead to loss of species affiliation. When searching for a DNA probe, tactics boil down to cloning the gene or its part that determines the most important species trait.

Сибиреязвенная плазмида рХ01 детерминирует синтез трехкомпонентного токсина, и ее присутствие необходимо для реализации патогенеза заболевания. Однако нативная плазмида рХ01 не может использоваться в качестве ДНК-зонда, так как содержит участки ДНК, гомологичные близкородственным В.cereus, B. thuringiensis, B.megaterium (собственное наблюдение). The anthrax plasmid pX01 determines the synthesis of a three-component toxin, and its presence is necessary for the implementation of the pathogenesis of the disease. However, the native plasmid pX01 cannot be used as a DNA probe, as it contains DNA fragments homologous to closely related B. cereus, B. thuringiensis, B. megaterium (own observation).

Задача изобретения конструирование рекомбинантной плазмидной ДНК, несущей видоспецифический фрагмент сибиреязвенной плазмиды рХ01, и создание штамма Escherichia coli продуцента рекомбинантной плазмидной ДНК и ДНК-зонда, используемого для идентификации токсигенных штаммов возбудителя сибирской язвы методом молекулярной гибридизации. The objective of the invention is the construction of recombinant plasmid DNA carrying a species-specific fragment of anthrax plasmid pX01, and the creation of a strain of Escherichia coli, a producer of recombinant plasmid DNA and a DNA probe used to identify toxigenic strains of the anthrax pathogen by molecular hybridization.

Для решения поставленной задачи проводят рестрикционный и гибридизационный анализ фрагментов сибиреязвенной плазмиды рХ01. Плазмидную ДНК подвергают гидролизу рестриктазой BamHI и изучают специфичность гибридизационного связывания различных фрагментов. BamHI-рестрикты размером 14 т.п.н. обеспечивающие гибридизацию только с плазмидной ДНК рХ01, клонируют shot-gun методом после полного гидролиза ферментом HindIII в составе векторной ДНК рВR322. Лигазной смесью трансформируют штамм Е.соli HB101, отбирают клон, содержащий рекомбинантную плазмиду со вставкой 0,9 т.п.н. и выделяют из него плазмиду pZAT 1. To solve this problem, restriction and hybridization analysis of fragments of anthrax plasmid pX01 is carried out. Plasmid DNA is digested with BamHI restriction enzyme and the specificity of hybridization binding of various fragments is studied. BamHI Restrictions of 14 kbp providing hybridization only with pX01 plasmid DNA, they are cloned by the shot-gun method after complete hydrolysis with the HindIII enzyme in the pBR322 vector DNA. The E. coli strain HB101 is transformed with a ligase mixture, a clone containing a recombinant plasmid with an insert of 0.9 kb is selected. and the plasmid pZAT 1 is isolated from it.

На чертеже изображена физическая карта рекомбинантной плазмиды рZAT 1. The drawing shows a physical map of the recombinant plasmid pZAT 1.

П р и м е р 1. Конструирование рекомбинантной плазмиды рZAT 1. PRI me R 1. Construction of recombinant plasmids pZAT 1.

Выделение плазмидной ДНК рХ01. Isolation of plasmid DNA pX01.

Выращивают 300 мл культуры штамма Bacillus anthracis Sterne 34F2 в BH1-среде в течение 14 ч. Отмывают клетки 0,05 М трис-HCl, 0,01M ЭДТА, 0,05М NaCl, рН 8,0. Реcуcпендируют в 10 мл 0,05 М триc-HCl, 0,02 М ЭДТА, рH 8,0. Добавляют 10 мг/мл лизоцима и инкубируют 90 мин при 37оС. Суспензию медленно добавляют в 200 мл лизирующего раствора: 20 мл 0,5М трис-НСl, рН 8,0; 16 мл 0,25М ЭДТА, рН 8,0; 20 мл 10% SDS; 120 мл воды. рН доводят до 12,45 свежим раствором 2М NaOH и добавляют воду до 200 мл. Лизис проводят в химическом стакане объемом 1 л на магнитной мешалке со скоростью вращения 50 об/мин в течение 10 мин. Титрацией 2М трис-НСl (рН 7,0) рН лизата доводят до 8,6. Последовательно добавляют 1/10 объема 5M NaCl, 200 мл фенола, уравновешенного 0,05М трис-НСl, 0,02M ЭДТА, 0,5М NaCl (рН 8,0). После разделения фаз водную фазу переносят в чистый стакан и в аналогичных условиях обрабатывают равным объемом смеси хлороформа с изоамиловым спиртом (24:1).300 ml of a culture of Bacillus anthracis Sterne 34F 2 strain were grown in BH1 medium for 14 hours. Cells were washed with 0.05 M Tris-HCl, 0.01 M EDTA, 0.05 M NaCl, pH 8.0. Resuspendable in 10 ml of 0.05 M Tris-HCl, 0.02 M EDTA, pH 8.0. Add 10 mg / ml lysozyme and incubated for 90 min at 37 C. The slurry was slowly added into 200 ml of lysis solution: 20 ml of 0.5M Tris-HCl, pH 8.0; 16 ml 0.25M EDTA, pH 8.0; 20 ml 10% SDS; 120 ml of water. The pH was adjusted to 12.45 with a fresh solution of 2M NaOH and water was added to 200 ml. The lysis is carried out in a beaker with a volume of 1 liter on a magnetic stirrer with a rotation speed of 50 rpm for 10 minutes By titration with 2M Tris-Hcl (pH 7.0), the pH of the lysate was adjusted to 8.6. Subsequently, 1/10 volume of 5M NaCl, 200 ml of phenol balanced with 0.05M Tris-Hcl, 0.02M EDTA, 0.5M NaCl (pH 8.0) was added. After phase separation, the aqueous phase is transferred to a clean beaker and, under similar conditions, treated with an equal volume of a mixture of chloroform and isoamyl alcohol (24: 1).

Отобранную водную фазу разводят в 2 раза водой и проводят трехкратную экстракцию диэтиловым эфиром. Поочередно растворяют в очищенном лизате 75 г полиэтиленгликоля 6000 и 27 г NaCl и оставляют на ночь при 4оС. Центрифугируют при 9500 об/мин (Ja-14) в течение 10 мин. Осадок высушивают и растворяют в 16 мл 0,01М трис-НСl, 0,001М ЭДТА, рН 8,0 и подвергают центрифугированию в градиенте хлористого цезия в присутствии бромистого этидиума (плотность раствора 1,585) при 40000 об/мин, 15оС, 24 ч (ротор 70.1.Ti). Отбирают суперскрученную форму плазмиды (нижняя полоса) и после удаления этидиума бромида экстракцией 1-бутанолом препарат очищенной плазмидной ДНК переосаждают 2,5 объема этанола в присутствии 0,3М ацетата Na (рН 7,0).The selected aqueous phase is diluted 2 times with water and extraction is carried out three times with diethyl ether. Alternately dissolved in purified lysate, 75 g of polyethylene glycol 6000 and 27 g of NaCl and allowed to stand overnight at 4 ° C Centrifuge at 9500 rev / min (Ja-14) for 10 min. The precipitate was dried and dissolved in 16 ml of 0.01 M Tris-HCl, 0.001 M EDTA, pH 8.0 and centrifuged in a gradient of cesium chloride in the presence of ethidium bromide (a solution of 1.585 density), at 40,000 rev / min, 15 C, 24 h (rotor 70.1.Ti). The supercoiled form of the plasmid is selected (lower band) and after removal of the ethidium bromide by extraction with 1-butanol, the purified plasmid DNA preparation is reprecipitated with 2.5 volumes of ethanol in the presence of 0.3 M Na acetate (pH 7.0).

Выделение и клонирование видоспецифического фрагмента плазмидной ДНК рХ01. Isolation and cloning of a species-specific fragment of plasmid DNA pX01.

ДНК плазмиды рХ01 в количестве 50 мкг подвергают гидролизу рестриктазой BamHI и проводят препаративный электрофорез в 0,6%-ной легкоплавкой агарозе (1,5 V/см, 16 ч). После элюции фрагментов размером 14 т.п.н. обработки фенолом и переосаждения этанолом 5 мкг препарата выделенных фрагментов подвергают гидролизу рестриктазой HindIII (10 ед.) в течение 1 ч при 37оС в 30 мкл буфера, содержащего 50 мМ трис-HСl (рН 7,6), 10 мМ MgCl2, 100 мМ NaCl, 1 мМ дитиотрейтола. Полноту рестрикции контролируют электрофорезом 1/10 объема реакционной смеси в 0,8%-ном агарозном геле. 1 мкг ДНК вектора рВR322 подвергают гидролизу рестриктазами BamHI (5 ед.) и HindIII (5 ед.) в течение 1 ч при 37оС в 20 мкл вышеуказанного буфера. Полноту рестрикции контролируют электрофорезом 1/10 реакционной смеси в 0,8%-ной агарозе.The DNA of plasmid pX01 in an amount of 50 μg was subjected to hydrolysis with BamHI restrictase and preparative electrophoresis was carried out in 0.6% low-melting agarose (1.5 V / cm, 16 h). After elution of fragments of size 14 TPN Phenol treatment and ethanol reprecipitation 5 ug drug Selections hydrolyzed with restriction enzyme HindIII (10 units.) for 1 h at 37 ° C in 30 ul buffer containing 50 mM Tris-HCl (pH 7.6), 10 mM MgCl 2, 100 mM NaCl, 1 mM dithiothreitol. The completeness of restriction is monitored by electrophoresis of 1/10 of the reaction volume in a 0.8% agarose gel. 1 microgram of pBR322 vector DNA is hydrolyzed with restriction enzymes BamHI (5 units.) And HindIII (5 U.) For 1 h at 37 ° C in 20 ul of the above buffer. The completeness of restriction is controlled by electrophoresis of 1/10 of the reaction mixture in 0.8% agarose.

Препараты рестрикции фрагментов и вектора очищают фенольной экстракцией с последующим переосаждением этанолом в присутствии 0,3 М ацетата натрия и ресуспендируют в 50 мкл лигазного буфера (66 мМ трис-НСl, рН 7,6, 5 мМ MgCl2, 5 мМ дитиотрейтола, 1 мМ АТР), добавляют лигазу фага Т4 (5 ед.). Лигазную реакцию проводят при 15оС в течение ночи. Контролируют электрофорезом 1/10 объема лигазной смеси в 0,8%-ной агарозе.The fragment and vector restriction preparations were purified by phenolic extraction followed by ethanol reprecipitation in the presence of 0.3 M sodium acetate and resuspended in 50 μl ligase buffer (66 mM Tris-Hcl, pH 7.6, 5 mM MgCl 2 , 5 mM dithiothreitol, 1 mM ATP), add T4 phage ligase (5 units). The ligation reaction was performed at 15 ° C overnight. Control by electrophoresis 1/10 of the volume of the ligase mixture in 0.8% agarose.

Трансформацию клеток E. coli HB101 проводят следующим методом: 0,1 мл суспензии клеток E.coli HB101 вносят в 10 мл L-бульона и выращивают до плотности культуры ОД/600=0,5. После охлаждения на льду в течение 10 мин клетки осаждают центрифугированием (5000g, 10 мин, +4оС), суспендируют в 10 мл 0,1 М раствора СаСl2 и выдерживают 1 ч на льду. Повторно осаждают клетки и ресуспендируют в 0,5 мл 0,1 М CaCl2 и хранят при 0оС. 200 мкл компетентных клеток E. coli HB101 смешивают с 1/10 объема лигазной смеси, инкубируют 1 ч на льду и проводят тепловой шок при 42оС в течение 2 мин. Добавляют 1 мл L-бульона, инкубируют 1 ч при 37оС и высевают на L-агар с ампициллином (50 мкг/мл). Посевы инкубируют при 37оС в течение ночи, выросшие колонии переносят на L-агар с тетрациклином и отбирают рекомбинантные клоны (Ap-r, Tc-s).The transformation of E. coli HB101 cells is carried out by the following method: 0.1 ml of a suspension of E. coli HB101 cells is added to 10 ml of L-broth and grown to a culture density of OD / 600 = 0.5. After cooling on ice for 10 min, cells were pelleted by centrifugation (5000g, 10 min, 4 ° C), suspended in 10 ml of a 0.1 M solution of CaCl 2 and incubated 1 hour on ice. Reprecipitated cells and resuspend in 0.5 ml of 0.1 M CaCl 2 and stored at 0 ° C. 200 .mu.l of competent E. coli HB101 cells were mixed with 1/10 volume of the ligation mixture is incubated for 1 h on ice and performed heat shock at 42 about With for 2 minutes Add 1 ml of L-broth, incubate for 1 h at 37 about C and seeded on L-agar with ampicillin (50 μg / ml). Crops were incubated at 37 ° C overnight, grown colonies is transferred on L-agar with tetracycline and selecting recombinant clones (Ap-r, Tc-s ).

Анализ рекомбинантных клонов и получение штамма-продуцента. Analysis of recombinant clones and obtaining a producer strain.

Для определения размеров вставки рекомбинантных клонов клетки выращивают в L-бульоне в течение ночи при 37оС на шутеле, осаждают центрифугированием 1,5 мл культуры на микрофуге. Клетки ресуспендируют в 350 мкл лизирующего раствора (8% сахарозы, 1% SDS, 50 мМ ЭДТА, 50 мМ трис-НСl, рН 8,0).To determine the insert size of the recombinant cell clones were grown in L-broth overnight at 37 ° C for Shuthelah, pelleted by centrifugation in 1.5 mL microfuge culture. Cells are resuspended in 350 μl of lysis solution (8% sucrose, 1% SDS, 50 mM EDTA, 50 mM Tris-Hcl, pH 8.0).

Выдерживают 5 мин при комнатной температуре и помещают в кипящую водяную баню на 1 мин. Центрифугируют на микрофуге в течение 15 мин, супернатант сливают в чистые пробирки и добавляют равный объем изопропанола. Выдерживают при комнатной температуре 10 мин и центрифугируют на микрофуге 15 мин. Осадок промывают 70о этанолом, высушивают и ресуспендируют в 30 мкл ТЕ-буфера (10 мМ трис-НСl, 1 мМ ЭДТА, рН 8,0). 10 мкл каждого препарата подвергают гидролизу рестриктазами BamHI и HidIII и контролируют размер вставки электрофорезом в 0,8% -ном агарозном геле в присутствии маркеров молекулярных масс (PstI-фрагменты фага лямбда).It is aged 5 min at room temperature and placed in a boiling water bath for 1 min. It is centrifuged on a microfuge for 15 minutes, the supernatant is poured into clean tubes and an equal volume of isopropanol is added. It is kept at room temperature for 10 minutes and centrifuged on a microfuge for 15 minutes. The precipitate was washed with 70 ethanol, dried and resuspended in 30 ul TE buffer (10 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA, pH 8.0). 10 μl of each preparation is digested with restriction enzymes BamHI and HidIII and the insert size is monitored by electrophoresis on a 0.8% agarose gel in the presence of molecular weight markers (PstI fragments of lambda phage).

Плазмидную рекомбинантную ДНК, состоящую из репликона векторной плазмиды рВR322 и вставки размером 0,9 т.п.н. обозначают pZAT 1, а клон, несущий гибридную плазмиду, отбирают как штамм-продуцент E.coli КМ-51. Recombinant plasmid DNA consisting of a replicon of the vector plasmid pBR322 and an insert of 0.9 kbp denote pZAT 1, and the clone carrying the hybrid plasmid was selected as a producer strain of E. coli KM-51.

Мол. м. плазмиды pZAT 1 равна 3,19 МДа (4,9 т.п.н.) и состоит из ДНК вектора pBR 322, размером 4,0 т.п.н. и BamHI-HindIII фрагмента сибиреязвенной плазмиды рХ01 размером 0,9 т.п.н. (чертеж). Like m. of the plasmid pZAT 1 is 3.19 MDa (4.9 kb) and consists of the DNA of the vector pBR 322, 4.0 kb in size. and BamHI-HindIII fragment of anthrax plasmid pX01 size 0.9 TPN (drawing).

Штамм E.coli КМ-51 продуцент рекомбинантной плазмиды pZAT 1 характеризуется следующими признаками. Strain E. coli KM-51 producer of the recombinant plasmid pZAT 1 is characterized by the following features.

Культурально-морфологические. Cultural and morphological.

Клетки прямые, палочковидной формы, грамотрицательные, неспороносные. Хорошо растет на простых питательных средах в диапазоне температур от 4 до 45оС при оптимуме рН от 6,8 до 7,5. На мясопептонном агаре образует гладкие, серые, круглые, блестящие колонии с ровным краем. На мясопептонном бульоне образует ровную интенсивную муть.Cells are straight, rod-shaped, gram-negative, non-spore. It grows well on simple nutrient media at temperatures ranging from 4 to 45 ° C under optimum pH from 6.8 to 7.5. On meat and peptone agar forms smooth, gray, round, shiny colonies with a smooth edge. On meat and peptone broth forms a smooth intense turbidity.

Физиолого-биохимические. Physiological and biochemical.

В качестве источника углерода использует многие углеводы, органические кислоты, спирты. В качестве источника азота использует минеральные соли (в аммонийной или нитратной форме), органические соединения (в виде пептона, триптона, аминокислот), нуждается в пролине. Проявляет устойчивость к ампициллину (50-100 мкг/мл). It uses many carbohydrates, organic acids, alcohols as a carbon source. As a source of nitrogen, it uses mineral salts (in ammonium or nitrate form), organic compounds (in the form of peptone, tryptone, amino acids), it needs proline. It shows resistance to ampicillin (50-100 μg / ml).

Характеристика полезного продукта. The characteristic of a useful product.

Клетки штамма содержат плазмидную ДНК (размером 4,9 т.п.н.), наличие которой подтверждается устойчивостью штамма к ампициллину (50-100 мкг/мл), а также путем выделения плазмидной ДНК любым известным методом. The cells of the strain contain plasmid DNA (4.9 kbp), the presence of which is confirmed by the resistance of the strain to ampicillin (50-100 μg / ml), as well as by isolation of plasmid DNA by any known method.

Уровень синтеза рекомбинантной плазмиды в клетках штамма составляет 1,5-2 мг на 1 л питательной среды при плотности культуры 0,4 (при длине волны 600 нм). The level of synthesis of the recombinant plasmid in the cells of the strain is 1.5-2 mg per 1 liter of culture medium at a culture density of 0.4 (at a wavelength of 600 nm).

Другие признаки. Other signs.

Штамм E.coli КМ-51 является производным штамма E.coli HB101, не способен вызывать инфекционный процесс. The strain E. coli KM-51 is a derivative of the strain E. coli HB101, is not able to cause an infectious process.

Генотип: F-, hsdS20(r-, m-), supE44, recA13, ara14, proA2, rpsL20(strr), xyl-5, mlt-5, supE44, λ-(ampr).Genotype: F - , hsdS20 (r-, m-), supE44, recA13, ara14, proA2, rpsL20 (str r ), xyl-5, mlt-5, supE44, λ- (amp r ).

Клетки штамма стабильно сохраняют плазмидную ДНК при культивировании на средах с ампициллином (50 мкг/мл), в лиофилизированном состоянии, а также при криоконсервации в присутствии 15% глицерина при температуре -70оС.Cells of strain stably maintained the plasmid DNA when cultured on media with ampicillin (50 ug / ml) in the lyophilized state as well as in the cryopreservation in the presence of 15% glycerol at -70 ° C.

П р и м е р 2. Получение радиоактивного зонда и его использование. PRI me R 2. Obtaining a radioactive probe and its use.

Клетки штамма КМ-51 выращивают ночь в 15 мл L-бульона с ампициллином (50 мкг/мл) и выделяют плазмидную ДНК pZAT 1. Аликвоту препарата, содержащую 10 мкг ДНК, подвергают гидролизу рестриктазами BamHI и HindIII и проводят препаративный электрофорез в 0,8%-ной легкоплавкой агарозе. Фрагмент размером 0,9 т.п.н. элюируют и после фенольной экстракции и переосаждения этанолом в присутствии 0,3 М ацетата аммония используют его для ник-трансляции. Cells of strain KM-51 are grown overnight in 15 ml of L-broth with ampicillin (50 μg / ml) and plasmid DNA pZAT 1 is isolated. An aliquot of the preparation containing 10 μg of DNA is hydrolyzed with BamHI and HindIII restriction enzymes and 0.8 preparative electrophoresis is carried out. % fusible agarose. A fragment of 0.9 kbp elute and after phenol extraction and reprecipitation with ethanol in the presence of 0.3 M ammonium acetate, it is used for nick translation.

ДНК-зонд в количестве 1 мкг вносят в 50 мкл реакционной смеси: 50 мМ трис-НСl (рН 7,5), 5 мМ MgCl2, 10 мМ меркаптоэтанол, 100 мкг/мл БСА, по 10 мкМ dATP и dGTP, по 50 мкСi [α 32-P]dTTP и [α 32-P]dCTP. Добавляют 2 мкл ДНК-азы I (100 нг/мл) и инкубируют 10 мин при 14оС. Вносят 2 ед. ДНК-полимеразы I и инкубируют 1 ч при 14оС. От невключившихся нуклеотидов освобождаются хроматографией на миниколонках с сефадексом G-50 c последующим обсчетом активности фракций и определением удельной активности ДНК-зонда. Препарат ДНК-зонда денатурируют 10 мин в кипящей водяной бане, быстро охлаждают на льду и хранят при -20оС до использования.A 1 μg DNA probe was added to 50 μl of the reaction mixture: 50 mM Tris-Hcl (pH 7.5), 5 mM MgCl 2 , 10 mM mercaptoethanol, 100 μg / ml BSA, 10 μM dATP and dGTP, 50 each μCi [α 32-P] dTTP and [α 32-P] dCTP. 2 µl of DNAase I (100 ng / ml) was added and incubated for 10 min at 14 ° C. Contribute 2 units. DNA polymerase I, and incubated for 1 h at 14 ° C. From the nucleotide is not included are exempt minicolumn chromatography on a Sephadex G-50 followed by c rating for the activity of fractions and determining the specific activity of the probe DNA. Preparation of DNA-probe was denatured for 10 minutes in a boiling water bath and rapidly cooled on ice and stored at -20 ° C until use.

Тотальную ДНК из исследуемых штаммов выделяют следующим образом. Клетки засевают в 5 мл BHI-бульона, содержащего 10% инактивированной нормальной лошадиной сыворотки. Выращивают при 37оС в течение 5 ч с интенсивным перемешиванием (150 об/мин). 0,1 мл бульонной культуры высевают на скошенный агар BHI с сывороткой (10%). Инкубируют ночь при 37оС в анаэробных условиях.Total DNA from the studied strains is isolated as follows. Cells are seeded in 5 ml of BHI broth containing 10% inactivated normal horse serum. Grown at 37 about C for 5 hours with vigorous stirring (150 rpm). 0.1 ml of broth culture is seeded on serum BHI mowed agar (10%). Incubated overnight at 37 ° C under anaerobic conditions.

Клетки смывают 5 мл TES-буфера (0,05 М трис-НСl, рН 8,0, 0,05 М NaCl, 0,005 M Na2ЭДТА, рН 8,0), содержащего лизоцим в концентрации 10 мг/мл. Выдерживают 90 мин при 37оС. К 3 мл суспензии клеток добавляют два объема лизирующего раствора: 50 мМ трис-ОН, 3% SDS, 0,5 M NaOH, рН 12,45. Инкубируют 30 мин при комнатной температуре до полного просветления лизата.Cells were washed with 5 ml of TES buffer (0.05 M Tris-Hcl, pH 8.0, 0.05 M NaCl, 0.005 M Na 2 EDTA, pH 8.0) containing lysozyme at a concentration of 10 mg / ml. Kept 90 minutes at 37 C. To the 3 ml of cell suspension was added two volumes of lysis solution: 50 mM Tris-OH, 3% SDS, 0,5 M NaOH, pH 12.45. Incubated for 30 min at room temperature until the lysate is completely clarified.

Добавляют 0,8 мл 2 М трис-НСl (рН 7,0), 1 мл 5 М NaCl и равный объем свежеперегнанного забуференного фенола, перемешивают и выдерживают ночь при комнатной температуре. Центрифугируют при 6 тыс.g, 10 мин. Водную фазу отбирают, смешивают с равным объемом хлороформа, центрифугируют в указанном режиме и отбирают водную фазу. Добавляют 1/5 объема 10 М ацетата аммония и равный объем изопропанола. Выдерживают 10 мин при комнатной температуре и центрифугируют при 12 тыс. g, 30 мин. Супернатант сливают, осадок высушивают при комнатной температуре и ресуспендируют в 0,5 мл ТЕ-буфера. Концентрации полученных препаратов определяют на ДНК-флуорометре или электрофоретически. Add 0.8 ml of 2 M Tris-Hcl (pH 7.0), 1 ml of 5 M NaCl and an equal volume of freshly distilled buffered phenol, mix and incubate overnight at room temperature. Centrifuged at 6 thousand g, 10 min. The aqueous phase is taken, mixed with an equal volume of chloroform, centrifuged in the indicated mode and the aqueous phase is taken. 1/5 volume of 10 M ammonium acetate and an equal volume of isopropanol are added. It is kept for 10 minutes at room temperature and centrifuged at 12 thousand g, 30 minutes. The supernatant is drained, the precipitate is dried at room temperature and resuspended in 0.5 ml of TE buffer. The concentration of the obtained preparations is determined on a DNA fluorometer or electrophoretically.

К аликвоте растворов, содержащих 2 мкг тотальной ДНК (из расчета на одно пятно фильтра), добавляют 1/10 объема 3 М ацетата натрия и два объема этанола, выдерживают 30 мин при -20оС, центрифугируют при 12 тыс.g, 20 мин. Супернатант сливают, осадок высушивают и растворяют в 10 мкл 0,3 М NaOH. Помещают в кипящую водяную баню на 10 мин. Охлаждают на льду.To an aliquot of solutions containing 2 ug of total DNA (based on one spot of the filter) was added 1/10 volume of 3 M sodium acetate and two volumes of ethanol, incubated for 30 min at -20 ° C, centrifuged at 12 tys.g, 20 min . The supernatant is drained, the precipitate is dried and dissolved in 10 μl of 0.3 M NaOH. Place in a boiling water bath for 10 minutes. Cool on ice.

Нитроцеллюлозные (НЦ) фильтры вымачивают последовательно в 2хSSC и 20xSSC (SSC: 150 мМ NaCl, 15 мМ цитрата натрия, рН 7,0). Высушивают при комнатной температуре. Препараты денатурированных ДНК наносят на фильтры в объеме 10 мкл на одно пятно. НЦ-фильтры помещают на 10 мин на фильтровальную бумагу, смоченную 2М раствором ацетата аммония, высушивают при комнатной температуре и прогревают в вакууме при 80оС в течение 2 ч.Nitrocellulose (SC) filters are soaked sequentially in 2xSSC and 20xSSC (SSC: 150 mM NaCl, 15 mM sodium citrate, pH 7.0). Dry at room temperature. Denatured DNA preparations were applied to the filters in a volume of 10 μl per spot. NC-filters were placed for 10 minutes on filter paper moistened with a solution of 2M ammonium acetate, dried at room temperature and heated in vacuo at 80 ° C for 2 hours.

Проводят предгибридизационную обработку НЦ-фильтров. Для этого их вымачивают 5 мин в 5хSSC и переносят в 10 мл предгибридизационного раствора: 5xSSPE (0,8 M NaCl; 50 мМ NaH2PO4, рН 7,4; 5 мМ ЭДТА, рН 7,4), 50%-ный формамид, 5х раствор Денхарда (0,1% фикола 400; 0,1% БСА; 0,1% поливинилпироллидона (ПВП), 0,1% SDS, 100 мкг/мл денатурированной тимусной ДНК. Инкубируют при 42оС в течение 4 ч. Добавляют меченый зонд и проводят гибридизацию в течение ночи при температуре 42оС. Фильтры отмывают 3-4 раза по 10 мин при комнатной температуре в 300 мл 2хSSC, 0,1% SDS и двухкратно при 68оС по 1 ч в 500 мл 1хSSC, 0,1% SDS и высушивают при комнатной температуре.Prehybridization processing of NC filters is carried out. To do this, they are soaked for 5 min in 5xSSC and transferred to 10 ml of prehybridization solution: 5xSSPE (0.8 M NaCl; 50 mM NaH 2 PO 4 , pH 7.4; 5 mm EDTA, pH 7.4), 50% formamide, 5x Denharda solution (0.1% Ficoll 400; 0.1% BSA;. 0.1% polyvinylpyrrolidone (PVP), 0,1% SDS, 100 ug / ml denatured thymus DNA was incubated at 42 ° C for 4 h. The labeled probe was added and hybridization was carried out overnight at 42 ° C. Filters were washed 3-4 times for 10 minutes at room temperature 300 ml of 2 × SSC, 0,1% SDS and doubly at 68 ° C for 1 h in 500 ml 1xSSC, 0.1% SDS and dried at room temperature.

После гибридизации фильтры экспонируют в кассете с рентгеновской пленкой РМ-В "Тасма" при -20оС в течение 2 сут. Наличие гибридизационного связывания зонда оценивают по засвечиванию пленки в месте нанесения пятна соответствующего препарата тотальной ДНК исследуемого штамма.After hybridization, the filters were exposed to X-ray film cassette with RM-B "Tasma" at -20 ° C for 2 days. The presence of hybridization binding of the probe is evaluated by the exposure of the film at the spot of application of the stain of the corresponding preparation of total DNA of the studied strain.

Результаты ДНК-ДНК гибридизации с использованием ДНК-зонда приведены в таблице. Как видно из таблицы, предлагаемый в качестве изобретения ДНК-зонд, гибридизуется только с токсигенными штаммами возбудителя сибирской язвы, дифференцируя их от представителей других бактерий, в том числе близкородственных бацилл и авирулентных штаммов B.anthracis, не содержащих плазмиду рХ01. The results of DNA-DNA hybridization using a DNA probe are shown in the table. As can be seen from the table, the DNA probe proposed as an invention hybridizes only with toxigenic strains of the anthrax pathogen, differentiating them from representatives of other bacteria, including closely related bacilli and avirulent B.anthracis strains that do not contain pX01 plasmid.

Таким образом, полученный штамм-продуцент E.coli КМ-51, несущий рекомбинантную плазмиду pZAT 1, может быть использован для выделения данной плазмиды и наработки ДНК-зонда. Рекомбинантная плазмида pZAT 1 многокопийна, обладает селективным маркером устойчивости к ампициллину, амплифицируется в присутствии хлорамфеникола. Фрагмент, предлагаемый в качестве ДНК-зонда, легко изолируется при гидролизе плазмидной ДНК рестриктазами BamHI и HindIII, обеспечивает высокую видовую специфичность гибридизационного связывания с токсигенными штаммами B.anthracis, что позволяет применять изобретение для совершенствования схем идентификации возбудителя сибирской язвы с применением метода молекулярной гибридизации. Thus, the obtained E. coli KM-51 producer strain carrying the recombinant plasmid pZAT 1 can be used to isolate this plasmid and generate a DNA probe. The recombinant plasmid pZAT 1 is multi-copy, has a selective marker of ampicillin resistance, amplifies in the presence of chloramphenicol. The fragment proposed as a DNA probe is easily isolated by hydrolysis of plasmid DNA with restriction enzymes BamHI and HindIII, provides high species specificity of hybridization binding with toxigenic strains of B.anthracis, which allows the invention to be used to improve identification of anthrax pathogen using molecular hybridization.

Claims (3)

1. Рекомбинантная плазмидная ДНК pZAT1, используемая для получения ДНК-зонда, с помощью которого идентифицируют токсигенные штаммы возбудителя сибирской язвы, размеров 4,9 т. п.н. содержащая участок плазмиды pBR 322 размером 4 т. п.н. Bam H I Hind III фрагмент сибиреязвенной плазмиды pX 01 размером 0,9 т. п.н. генетический маркер: bla-ген, обеспечивающий синтез β -лактамазы. 1. Recombinant plasmid DNA pZAT1, used to obtain a DNA probe, with the help of which toxigenic strains of the anthrax causative agent are identified, sizes 4.9 bp containing the plot of the plasmid pBR 322 size 4 T. p. Bam H I Hind III fragment of anthrax plasmid pX 01 with a size of 0.9 kb genetic marker: bla-gene for the synthesis of β-lactamase. 2. Способ конструирования рекомбинантной плазмидной ДНК pZAt1, заключающийся в том, что сибиреязвенную плазмиду pX01, детерминирующую синтез трехкомпонентного токсина Bacillus anthracis, гидролизуют рестриктазой Bam H I, выделяют фрагменты размером 14 т.п.н. обрабатывают их рестриктазой Hind III, клонируют полученные фрагменты shot дипметодом в плазмиде pBR 322, трансформируя клетки Escherichia coli штамма НВ101, отбирают клон, содержащий рекомбинантную плазмиду с вставкой 0,9 т.п.н. и выделяют из него плазмиду pZAT1. 2. The method of constructing recombinant plasmid DNA pZAt1, which consists in the fact that the anthrax plasmid pX01, which determines the synthesis of the three-component toxin Bacillus anthracis, is hydrolyzed with restriction enzyme Bam H I, fragments of 14 kb are isolated. they are treated with the restriction enzyme Hind III, the obtained fragments are cloned using the dipmetod method in plasmid pBR 322, transforming Escherichia coli cells of strain HB101, a clone containing a recombinant plasmid with an insert of 0.9 kb is selected. and the plasmid pZAT1 is isolated from it. 3. Штамм бактерий Escherichia coli КМ-51, используемый для получения рекомбинантной плазмидной ДНК pZAT1 и ДНК-зонда, с помощью которого идентифицируют токсигенные штаммы возбудителя сибирской язвы. 3. The bacterial strain Escherichia coli KM-51, used to obtain recombinant plasmid DNA pZAT1 and a DNA probe, with which toxigenic strains of the causative agent of anthrax are identified.
SU5049443 1992-06-24 1992-06-24 Recombinant plasmid dna pzat1 used for preparing dna-probe which is used for identification of toxigenic strains of anthrax pathogen, method of construction of plasmid dna pzat1 and a strain of bacterium escherichia coli used for preparing recombinant plasmid dna pzat1 and dna-probe which is used for identification of toxigenic strains of anthrax pathogen RU2037520C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5049443 RU2037520C1 (en) 1992-06-24 1992-06-24 Recombinant plasmid dna pzat1 used for preparing dna-probe which is used for identification of toxigenic strains of anthrax pathogen, method of construction of plasmid dna pzat1 and a strain of bacterium escherichia coli used for preparing recombinant plasmid dna pzat1 and dna-probe which is used for identification of toxigenic strains of anthrax pathogen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5049443 RU2037520C1 (en) 1992-06-24 1992-06-24 Recombinant plasmid dna pzat1 used for preparing dna-probe which is used for identification of toxigenic strains of anthrax pathogen, method of construction of plasmid dna pzat1 and a strain of bacterium escherichia coli used for preparing recombinant plasmid dna pzat1 and dna-probe which is used for identification of toxigenic strains of anthrax pathogen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2037520C1 true RU2037520C1 (en) 1995-06-19

Family

ID=21607865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5049443 RU2037520C1 (en) 1992-06-24 1992-06-24 Recombinant plasmid dna pzat1 used for preparing dna-probe which is used for identification of toxigenic strains of anthrax pathogen, method of construction of plasmid dna pzat1 and a strain of bacterium escherichia coli used for preparing recombinant plasmid dna pzat1 and dna-probe which is used for identification of toxigenic strains of anthrax pathogen

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2037520C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2702707C2 (en) * 2014-12-25 2019-10-09 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Bacteriophage bacillus anthracis f112pre strain used for specific indication of anthrax agent

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Аналогов в патентной и научно-технической литературе не обнаружено. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2702707C2 (en) * 2014-12-25 2019-10-09 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Bacteriophage bacillus anthracis f112pre strain used for specific indication of anthrax agent

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lam et al. IS200: a Salmonella-specific insertion sequence
Nakano et al. Isolation and characterization of sfp: a gene that functions in the production of the lipopeptide biosurfactant, surfactin, in Bacillus subtilis
Clewell et al. Sequence analysis of termini of conjugative transposon Tn916
Minsavage et al. Plasmid-mediated resistance to streptomycin in Xanthomonas campestris pv. vesicatoria.
Wouters et al. Cold shock proteins and low-temperature response of Streptococcus thermophilus CNRZ302
Basim et al. Characterization of a Unique Chromosomal Copper Resistance Gene Cluster from X anthomonas campestris pv. vesicatoria
Aono et al. Cloning of organic solvent tolerance gene ostA that determines n-hexane tolerance level in Escherichia coli
KR100312456B1 (en) Gene Derived from Pseudomonas fluorescens Which Promotes the Secretion of Foreign Protein in Microorganism
Tai et al. Iron regulation of the cloned diphtheria toxin promoter in Escherichia coli
Jackson et al. Excision from tRNA genes of a large chromosomal region, carrying avrPphB, associated with race change in the bean pathogen, Pseudomonas syringae pv. phaseolicola
Oskam et al. The large Bacillus plasmid pTB19 contains two integrated rolling-circle plasmids carrying mobilization functions
US6538125B2 (en) Insertion sequence element derived from Ralstonia solanacearum
RU2037520C1 (en) Recombinant plasmid dna pzat1 used for preparing dna-probe which is used for identification of toxigenic strains of anthrax pathogen, method of construction of plasmid dna pzat1 and a strain of bacterium escherichia coli used for preparing recombinant plasmid dna pzat1 and dna-probe which is used for identification of toxigenic strains of anthrax pathogen
Wright et al. A chemotaxis cluster from Agrobacterium tumefaciens
KR20160044964A (en) Bacteriophage PM-1 and vegetable soft rot controlling composition containing the same
US5606022A (en) Cloning and identification of a two component signal transducing regulatory system from Bacteroides fragilis
Sen et al. Transfer of transposon Tn 916 from Bacillus subtilis to Thermus aquaticus
Hartley et al. Use of plasmid pTV1 in transposon mutagenesis and gene cloning in Bacillus amyloliquefaciens
Resnick et al. Cloning and characterization of the Aeromonas caviae recA gene and construction of an A. caviae recA mutant
Yun Molecular characterization of a repetitive element of Xanthomonas oryzae pv. oryzae
Novak et al. Characterization of plasmid pVT745 isolated from Actinobacillus actinomycetemcomitans
Kamiunten et al. Characterization of ISPsy2 and ISPsy3, newly identified insertion sequences in Pseudomonas syringae pv. eriobotryae
RU2130074C1 (en) Method of detection of genes determining catabolism of herbicide 2,4-d in microorganism genomes
US6162633A (en) Process and kit for fragment cloning
JPH11276172A (en) Abc transporter gene