RU2473701C1 - Set and method for accelerated plague microbe identification and simultaneous differentiation of virulent and avirulent strains of ypestis by plasmid profiling thereof - Google Patents

Set and method for accelerated plague microbe identification and simultaneous differentiation of virulent and avirulent strains of ypestis by plasmid profiling thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2473701C1
RU2473701C1 RU2011130134/10A RU2011130134A RU2473701C1 RU 2473701 C1 RU2473701 C1 RU 2473701C1 RU 2011130134/10 A RU2011130134/10 A RU 2011130134/10A RU 2011130134 A RU2011130134 A RU 2011130134A RU 2473701 C1 RU2473701 C1 RU 2473701C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seq
pestis
plasmid
pcr mixture
strains
Prior art date
Application number
RU2011130134/10A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Евгеньевич Куклев
Наталья Александровна Осина
Татьяна Васильевна Бугоркова
Владимир Викторович Кутырев
Original Assignee
Федеральное государственное учреждение здравоохранения "Российский научно-исследовательский противочумный институт "Микроб" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека" ("РосНИПЧИ "Микроб")
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 Федеральное государственное учреждение здравоохранения "Российский научно-исследовательский противочумный институт "Микроб" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека" ("РосНИПЧИ "Микроб") filed Critical Федеральное государственное учреждение здравоохранения "Российский научно-исследовательский противочумный институт "Микроб" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека" ("РосНИПЧИ "Микроб")
Priority to RU2011130134/10A priority Critical patent/RU2473701C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2473701C1 publication Critical patent/RU2473701C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: set involves primers and fluorescent-marked probes for 3a, cafl, pla, irp2, hmsH and IcrV gene sites within two different PCR mixtures. The set is used for the purpose of accelerated plague microbe identification and simultaneous differentiation of virulent and avirulent strains of Y.pestis by plasmid profiling. A method with the use of the set provides conducting multiplex PCR in two test tubes and test recording by probe mark signals.
EFFECT: invention enables higher diagnostic effectiveness of the strains.
2 cl, 8 dwg, 10 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано при диагностике возбудителя чумы, а именно для идентификации штаммов возбудителя чумы, а также для решения научно-исследовательских задач.The invention relates to the field of biotechnology and can be used in the diagnosis of the plague pathogen, namely, to identify strains of the plague pathogen, as well as for solving research problems.

В настоящее время эпидемиологическая обстановка по чуме во всем мире остается достаточно сложной. Это обусловлено активностью природных очагов чумы, возможностью заноса возбудителей с эндемичных территорий на эпидемически благополучные в связи хозяйственной деятельностью человека. Кроме того, Y.pestis отнесен к наиболее опасным из возможных агентов биотерроризма благодаря высокой контагиозности и летальности [1]. Поэтому быстрая и четкая диагностика возбудителя чумы позволит в короткий срок оценить эпидемическую ситуацию и своевременно в необходимом объеме провести противоэпидемические мероприятия с целью предотвращения распространения инфекции.Currently, the epidemiological situation of plague throughout the world remains quite complex. This is due to the activity of natural foci of plague, the possibility of introducing pathogens from endemic territories to epidemically safe ones due to human economic activity. In addition, Y. pestis is classified as the most dangerous of the possible agents of bioterrorism due to its high contagiousness and mortality [1]. Therefore, a quick and clear diagnosis of the plague pathogen will make it possible to quickly assess the epidemic situation and to carry out antiepidemic measures in a timely manner in order to prevent the spread of infection.

Вирулентность возбудителя чумы - полидетерминантный признак, который контролируется большим числом генов, локализованных на хромосоме и плазмидах. На хромосоме чумного микроба расположена область пигментации (pgm-область), которая включает hms-локус, кодирующий белки аккумуляции гемина и остров высокой патогенности (ОВП) с генами утилизации железа. Гены плазмиды pCad кодируют синтез белка LcrV (V-антиген), эффекторных белков Yop, входящих в систему секреции III типа, действие которой направлено на подавление фагоцитарной активности клеток иммунной системы млекопитающих. Наиболее важными факторами патогенности возбудителя чумы являются продукты экспрессии генов хромосомного острова высокой патогенности (ОВП) и уор-оперона. плазмиды pCad. Потеря любого из указанных маркеров приводит к утрате штаммами вирулентности для лабораторных животных.Virulence of the plague pathogen is a polydeterminant trait that is controlled by a large number of genes localized on the chromosome and plasmids. On the plague microbe chromosome there is a pigmentation region (pgm region), which includes an hms locus encoding hemin accumulation proteins and a high pathogenicity island (AFP) with iron utilization genes. The genes of the pCad plasmid encode the synthesis of the LcrV protein (V antigen), Yop effector proteins that are part of the type III secretion system, whose action is aimed at suppressing the phagocytic activity of mammalian immune system cells. The most important factors for the pathogenicity of the plague pathogen are the products of gene expression of the chromosome island of high pathogenicity (AFP) and the ur operon. plasmids pCad. Loss of any of these markers leads to the loss of virulence by strains for laboratory animals.

Для идентификации выделенных культур используют микробиологические, биохимические, биологические методы. К одним из основных признаков, изучаемых при идентификации культур Y.pestis, относится определение вирулентности, которое выполняется с помощью биологического метода и посева на плотные питательные среды с гемином. Такие исследования являются трудоемкими и длительными.To identify the selected cultures using microbiological, biochemical, biological methods. One of the main features studied in the identification of Y. pestis cultures is the determination of virulence, which is carried out using the biological method and plating on solid nutrient media with hemin. Such studies are time consuming and lengthy.

В настоящее время все большее распространение получают молекулярно-генетические методы, особенно полимеразная цепная реакция (ПЦР), которая обладает высокой чувствительностью, специфичностью и позволяет получать результат в течение 3-5 часов. Существуют различные способы изучения свойств возбудителя чумы с использованием ПЦР.Currently, molecular genetic methods, especially the polymerase chain reaction (PCR), which has high sensitivity, specificity and allows you to get the result within 3-5 hours, are becoming more widespread. There are various ways to study the properties of the plague pathogen using PCR.

Известен способ определения утраты вирулентности штаммами чумного микроба вследствие потери области пигментации путем проведения ПЦР с использованием праймеров IH и IY [2].A known method for determining the loss of virulence by strains of the plague microbe due to the loss of the pigmentation region by PCR using primers IH and IY [2].

Описанный способ направлен только на выявление авирулентных штаммов чумного микроба, лишенных хромосомной области пигментации, и не может быть использован при оценке плазмидного профиля штаммов Y.pestis.The described method is aimed only at identifying avirulent plague microbe strains lacking the chromosome region of pigmentation and cannot be used to evaluate the plasmid profile of Y. pestis strains.

Известен также способ идентификации и внутривидовой дифференциации штаммов вида Y.pestis методом ПЦР с применением праймеров к трем хромосомным мишеням: «3а» размером 276 п.н., «vlm12for/ISrev 216» размером 390 п.н., «YP02258» размером 130 п.н. и к двум мишеням плазмиды pFra - «CDS39» размером 418 п.н., «traA» размером 472 п.н., а также к одной мишени Y.pseudotuberculosis «JS» - 223 п.н. [3].There is also a method of identification and intraspecific differentiation of strains of the species Y. pestis by PCR using primers for three chromosome targets: “3a” 276 bp in size, “vlm12for / ISrev 216” 390 bp in size, “YP02258” 130 bp and to two targets of the plasmid pFra - “CDS39” of 418 bp, “traA” of 472 bp, and also to one target of Y. pseudotuberculosis “JS” - 223 bp [3].

Данный способ позволяет идентифицировать принадлежность штаммов к видам Y.pestis и Y.pseudotuberculosis, выполнять внутривидовую дифференциацию штаммов, выделенных в очагах Африки, Центральной Азии и Закавказья, но не предусмотрен для оценки вирулентности возбудителя и определения его плазмидного профиля.This method allows to identify the affiliation of strains to the species Y. pestis and Y. pseudotuberculosis, to perform intraspecific differentiation of strains isolated in foci of Africa, Central Asia and the Caucasus, but is not intended to assess the virulence of the pathogen and determine its plasmid profile.

В литературе описан способ диагностики и идентификации маркеров вирулентности возбудителя чумы с использованием праймеров к фрагментам генов caf1 - 506 п.н., lcrV - 800 п.н., pla - 920 п.н., irp2 - 300 п.н. в мультилокусной ПЦР с электрофоретическим учетом результатов [4].The literature describes a method for the diagnosis and identification of plague pathogen virulence markers using primers for caf1 gene fragments - 506 bp, lcrV - 800 bp, pla - 920 bp, irp2 - 300 bp in multilocus PCR with electrophoretic consideration of the results [4].

Однако сами авторы высказывают в описании неуверенность в высокой специфичности и чувствительности этого способа. Кроме того, для выявления Yersinia pestis необходимо использование праймеров к видоспецифичным ДНК-мишеням хромосомной локализации, так как предлагаемые авторами праймеры при исследовании штаммов чумного микроба, лишенных обеих указанных плазмид (а случаи выделения таких штаммов известны), не позволят дифференцировать возбудитель чумы от других патогенных иерсиний. Более того, при наличии в исследуемой пробе ДНК Yersinia pseudotuberculosis или Yersinia enterocolitica с сохраненным островом высокой патогенности и плазмидой pCad будет получен ложно-положительный результат, что может привести к необоснованным противоэпидемическим мероприятиям. Использование для учета результатов метода электрофореза в агарозном геле требует выделения дополнительного отдельного помещения в ПЦР-лаборатории и соответствующего дополнительного персонала, а перенос ПЦР-продукта в гель для электрофореза повышает риск возникновения ДНК-контаминации, что может привести к снижению качества анализа.However, the authors themselves express uncertainty in the description of the high specificity and sensitivity of this method. In addition, for the detection of Yersinia pestis, it is necessary to use primers for species-specific DNA targets of chromosome localization, since the primers proposed by the authors in the study of plague microbe strains lacking both of these plasmids (and cases of isolation of such strains are known) will not allow differentiating the plague pathogen from other pathogenic Yersinia. Moreover, if the test sample contains Yersinia pseudotuberculosis or Yersinia enterocolitica DNA with a preserved island of high pathogenicity and pCad plasmid, a false-positive result will be obtained, which can lead to unreasonable anti-epidemic measures. Using the agarose gel electrophoresis method to take into account the results requires the allocation of an additional separate room in the PCR laboratory and the corresponding additional personnel, and the transfer of the PCR product to the electrophoresis gel increases the risk of DNA contamination, which can lead to a decrease in the quality of analysis.

Известен набор полинуклеотидов, специфичных для Yersinia pestis и метод детекции Yersinia pestis, включающий 18 последовательностей праймеров и зондов, а также 6 ампликонов. Четыре из использованных авторами ДНК-мишеней локализованы на плазмиде pFra, две - на хромосоме [5].A known set of polynucleotides specific for Yersinia pestis and a method for detecting Yersinia pestis, including 18 sequences of primers and probes, as well as 6 amplicons. Four of the target DNA used by the authors are located on the pFra plasmid, two on the chromosome [5].

Этот набор предназначен только для выявления возбудителя чумы, но не для определения вирулентности и плазмидного профиля штаммов.This kit is intended only to identify the causative agent of plague, but not to determine the virulence and plasmid profile of the strains.

Известны также коммерческие диагностические наборы для выявления Yersinia pestis методом ПЦР в реальном времени фирмы «Invitrogen» - «PathAlert™ Detection Kit for Yersinia pestis» кат. № BD1001 и фирмы «Applied Biosystems» - «TaqMan Yersinia pestis detection kit», кат. №4382488. Однако наборы предназначены только для детекции ДНК Yersinia pestis без определения свойств возбудителя.Also known are commercial diagnostic kits for detecting Yersinia pestis by real-time PCR from Invitrogen, PathAlert ™ Detection Kit for Yersinia pestis cat. No. BD1001 and Applied Biosystems, TaqMan Yersinia pestis detection kit, cat. No. 4382488. However, the kits are intended only for the detection of Yersinia pestis DNA without determining the properties of the pathogen.

Известен коммерческий набор для выявления ДНК Yersinia pestis «ГенПест», выпускаемый РосНИПЧИ «Микроб». Однако использование этого набора не предусматривает идентификацию выделенных культур и определение вирулентности и плазмидного профиля штаммов.Known commercial kit for detecting Yersinia pestis DNA "GenPest", manufactured by RosNIPCHI "Microbe". However, the use of this kit does not provide for the identification of isolated cultures and the determination of virulence and plasmid profile of strains.

Проведенный поиск по патентам и научно-техническим источникам информации показал отсутствие способа и набора для ускоренной идентификации штаммов Y.pestis с возможностью исследования ряда свойств возбудителя - вирулентности и плазмидного профиля.A search by patents and scientific and technical sources of information showed the absence of a method and kit for the accelerated identification of Y. pestis strains with the possibility of studying a number of pathogen properties - virulence and plasmid profile.

Задачей предлагаемого изобретения является создание высокоспецифичного чувствительного набора и способа ускоренной идентификации штаммов чумного микроба с одновременной дифференциацией вирулентных и авирулентных штаммов Y.pestis и определением их плазмидного профиля методом мультилокусной ПЦР с гибридизационно-флуоресцентным учетом результатов в режиме реального времени.The objective of the invention is the creation of a highly specific sensitive kit and method for the accelerated identification of plague microbe strains with the simultaneous differentiation of virulent and avirulent Y.pestis strains and determination of their plasmid profile by multilocus PCR with hybridization-fluorescence real-time results.

Технический результат заключается в повышении эффективности диагностических исследований за счет высокоспецифичной, быстрой видовой идентификации Y.pestis и дифференциации вирулентных и авирулентных штаммов, а также определения их плазмидного профиля.The technical result consists in increasing the efficiency of diagnostic studies due to the highly specific, rapid species identification of Y. pestis and differentiation of virulent and avirulent strains, as well as determining their plasmid profile.

Технический результат достигается набором для ускоренной идентификации чумного микроба с одновременной дифференциацией вирулентных и авирулентных штаммов Y.pestis и определением их плазмидного профиля, включающим ПЦР-смесь №1, содержащую праймеры SEQ ID N:7, 8, 10, 11, 13, 14 и зонды с различными флуоресцентными метками на 5′-конце и гасителем на 3′-конце: SEQ ID N:9 с меткой R6G и гасителем RTQ1, SEQ ID N:12 с меткой ROX и гасителем BHQ2, SEQ ID N:15 с меткой FAM и гасителем RTQ1, ПЦР-смесь 2, содержащую праймеры SEQ ID N:16, 17, 19, 20, 22, 23 и зонды: SEQ ID N: 18 с меткой R6G и гасителем RTQ1, SEQ ID N:21 с меткой FAM и гасителем RTQ1, SEQ ID N:24 с меткой ROX и гасителем BHQ2 при соотношении праймеров/зондов в каждой смеси 2:1. При этом каждая из смесей содержит азид натрия, четыре дезоксинуклеотидтрифосфата. Набор также содержит реагенты для проведения мультиплексной ПЦР: ТЕ-буфер, Taq-полимеразу, положительный контрольный образец и смесь реагентов: магния хлорид, 10-кратный ПЦР-буфер, деионизованная вода.The technical result is achieved by a kit for accelerated identification of the plague microbe with the simultaneous differentiation of virulent and avirulent strains of Y. pestis and the determination of their plasmid profile, including PCR mixture No. 1, containing primers SEQ ID N: 7, 8, 10, 11, 13, 14 and probes with different fluorescent labels at the 5′-end and a quencher at the 3′-end: SEQ ID N: 9 with the R6G tag and quencher RTQ1, SEQ ID N: 12 with the ROX tag and quencher BHQ2, SEQ ID N: 15 with the FAM tag and quencher RTQ1, PCR mixture 2 containing primers SEQ ID N: 16, 17, 19, 20, 22, 23 and probes: SEQ ID N: 18 labeled R6G and quencher RTQ1, SEQ ID N: 21 with me with FAM and RTQ1 quencher, SEQ ID N: 24 with a ROX tag and BHQ2 quencher with a primer / probe ratio of 2: 1 in each mixture. In addition, each of the mixtures contains sodium azide, four deoxynucleotide triphosphates. The kit also contains reagents for conducting multiplex PCR: TE buffer, Taq polymerase, a positive control sample and a mixture of reagents: magnesium chloride, 10-fold PCR buffer, deionized water.

Технический результат достигается также способом ускоренной идентификации чумного микроба с одновременной дифференциацией вирулентных и авирулентных штаммов Y.pestis и определением их плазмидного профиля, при котором для постановки мультиплексной ПЦР используется набор, содержащий ПЦР-смесь 1 и ПЦР-смесь 2 из праймеров SEQ ID N:7, 8, 10, 11, 13, 14, 16, 17, 19, 20, 22, 23 и зондов SEQ ID N:9, 12,15, 18, 21, 24 к участкам генов: 3а SEQ ID N:l, cafl SEQ ID N:2,pla SEQ ID N:3, irp2 SEQ ID N:4, hmsH SEQ ID N:5, lcrV SEQ ID N:6, обеспечивающих амплификацию фрагментов размером 147 п.н., 138 п.н., 127 п.н., 107 п.н., 127 п.н., 114 п.н. соответственно, амплифицирующиеся по следующим параметрам: 95°С - 15 мин, 95°С - 30 с, 60°С - 30 с, 72°С - 30 с, цикл повторить - 10 times/ раз, 95°С - 20 с, 56°С - 20 с - детекция, 72°С -20 с, цикл повторить - 35 times/ раз, с измерением флуоресценции при 56°С (в течение 35 последних циклов) и учетом результатов по каналу FAM для флуоресцентной метки FAM, по каналу JOE для метки R6G, по каналу ROX для метки ROX; идентификацию возбудителя, его дифференциацию и плазмидный профиль оценивают по нарастанию сигналов флуоресценции в различных сочетаниях. Культуру оценивают как относящуюся к виду Y. pestis в реакции с ПЦР смесью 1 по каналам FAM, JOE и ROX, или по FAM и JOE, либо по JOE и ROX, или по JOE. Культуру оценивают как вирулентный штамм Y.pestis в реакции с ПЦР-смесью 2 по каналам FAM, JOE, ROX, или по JOE и ROX. Плазмиду pPst в штамме выявляют в реакции с ПЦР-смесью 1 по одному каналу FAM, плазмиду pFra - по каналу ROX, а в реакции с ПЦР-смесью 2 плазмиду pCad выявляют по каналу ROX.The technical result is also achieved by the method of accelerated identification of the plague microbe with the simultaneous differentiation of virulent and avirulent strains of Y. pestis and the determination of their plasmid profile, in which a multiplex PCR mixture 1 and PCR mixture 2 from SEQ ID N primers are used to set up multiplex PCR: 7, 8, 10, 11, 13, 14, 16, 17, 19, 20, 22, 23 and probes SEQ ID N: 9, 12,15, 18, 21, 24 to the gene regions: 3a SEQ ID N: l , cafl SEQ ID N: 2, pla SEQ ID N: 3, irp2 SEQ ID N: 4, hmsH SEQ ID N: 5, lcrV SEQ ID N: 6, providing amplification of fragments of 147 bp, 138 bp ., 127 bp, 107 bp, 127 bp, 114 bp respectively, amplified according to the following parameters: 95 ° С - 15 min, 95 ° С - 30 s, 60 ° С - 30 s, 72 ° С - 30 s, repeat the cycle - 10 times / time, 95 ° С - 20 s, 56 ° С - 20 s - detection, 72 ° С -20 s, repeat the cycle - 35 times / time, with fluorescence measurement at 56 ° С (during the last 35 cycles) and taking into account the results on the FAM channel for the fluorescence label FAM, according to JOE channel for R6G label; ROX channel for ROX label; the identification of the pathogen, its differentiation and plasmid profile are evaluated by the increase in fluorescence signals in various combinations. The culture is evaluated as belonging to the species Y. pestis in the reaction with PCR mixture 1 through the channels FAM, JOE and ROX, or by FAM and JOE, or by JOE and ROX, or by JOE. The culture is evaluated as a virulent strain of Y. pestis in reaction with PCR mixture 2 through the channels FAM, JOE, ROX, or JOE and ROX. Plasmid pPst in the strain was detected in the reaction with PCR mixture 1 via one FAM channel, plasmid pFra through the ROX channel, and in the reaction with PCR mixture 2, the plasmid pCad was detected via the ROX channel.

При конструировании набора особое значение придавали выбору фрагментов ДНК-мишеней и, соответственно, праймеров к ним. Так как для создания высокоспецифичных мультиплексных систем требуется сочетание праймеров с определенными характеристиками (отсутствие термодинамически значимых вторичных структур), не вызывающих при их совместном применении снижения эффективности хотя бы одного из них. Синтез олигонуклеотидов выполняли фофсфоамидитным методом, например, на синтезаторе ДНК ASM-800 фирмы «Биосет».When constructing the kit, particular importance was attached to the selection of DNA target fragments and, accordingly, primers for them. Since the creation of highly specific multiplex systems requires a combination of primers with certain characteristics (the absence of thermodynamically significant secondary structures) that do not cause a decrease in the efficiency of at least one of them when used together. The synthesis of oligonucleotides was carried out by the fofsfoamidite method, for example, on an ASM-800 DNA synthesizer from Bioset.

Обоснование выбора праймеров и зондовJustification for the selection of primers and probes

Для специфичной детекции ДНК Yersinia pestis многими разработчиками генодиагностических препаратов использовались гены видоспецифичных плазмид pFra (гены caf1, ymt) и pPst (pla, pst) [6, 7, 8, 9, 10, 11]. Нами в качестве маркеров плазмид pFra и pPst выбраны гены caf1 и pla, соответственно, поскольку обширный международный опыт, накопленный к настоящему времени, позволяет судить о высокой специфичности и стабильности указанных ДНК-мишеней.For the specific detection of Yersinia pestis DNA, many developers of gene-diagnostic preparations used genes of species-specific plasmids pFra (genes caf1, ymt) and pPst (pla, pst) [6, 7, 8, 9, 10, 11]. We chose caf1 and pla genes as markers of plasmids pFra and pPst, respectively, since the extensive international experience accumulated to date allows us to judge the high specificity and stability of these target DNAs.

Вместе с тем, для выявления штаммов чумного микроба, лишенных плазмиды pFra и/или pPst, перспективным является детекция фрагментов, расположенных на хромосоме возбудителя чумы. Одной из таких матриц может быть специфичный для Y.pestis стабильный хромосомный локус размером 41,7 т.п.н. (NCBI GenBank № AF350075), который по данным L. Radnedge et al. (2001) делегирован у других представителей рода Yersinia. Авторами установлено, что часть указанной области, а именно регион 3а, присутствует в геноме всех исследованных ими штаммов чумного микроба, который и был выбран в качестве видоспецифичной для Y.pestis ДНК-мишени хромосомной локализации. Однако данные о мономорфности данного участка в геноме штаммов чумного микроба различного географического происхождения, особенно выделенных на территории России, отсутствовали.However, for the detection of plague microbe strains lacking the plasmid pFra and / or pPst, the detection of fragments located on the chromosome of the plague pathogen is promising. One of such matrices can be a stable chromosome locus 41.7 kbp specific for Y. pestis. (NCBI GenBank No. AF350075), which according to L. Radnedge et al. (2001) delegated to other members of the genus Yersinia. The authors found that part of the indicated region, namely region 3a, is present in the genome of all the plague microbe strains studied by them, which was chosen as the chromosome localization target DNA for Y. pestis. However, data on the monomorphism of this site in the genome of plague microbe strains of various geographical origin, especially isolated on the territory of Russia, were absent.

Поэтому нами было проведено секвенирование фрагмента 3a-локуса размером 522 п.н. у 31 штамма возбудителя чумы, выделенных на территории России и стран СНГ. Установлено, что геномный полиморфизм данного генетического элемента составил 0,4% по отношению ко всему фрагменту (фиг.1).Therefore, we sequenced a fragment of a 3a locus with a size of 522 bp 31 strains of the plague pathogen isolated on the territory of Russia and the CIS countries. It was found that the genomic polymorphism of this genetic element amounted to 0.4% with respect to the entire fragment (figure 1).

Для подбора специфичных праймеров использовали гомологичные участки секвенированных фрагментов 3a-локуса.To select specific primers, homologous regions of the sequenced fragments of the 3a locus were used.

Патогенность чумного микроба определяется двумя основными генетическими детерминантами: наличием хромосомного острова высокой патогенности и плазмиды pCad, которая несет оперон системы секреции III типа. Хромосомный остров высокой патогенности возбудителя чумы содержит гены системы ассимиляции железа и состоит из двух регионов: ybt-региона, обеспечивающего синтез иерсиниабактина, который хелатирует железо, связанное с белками эукариот, и транспортирует его в бактериальную клетку [12], и hms-региона, содержащего оперон hmsHFRS системы сорбции гемина и экзогенных красителей на поверхности клетки [13]. В качестве маркера наличия ybt-региона нами выбран ген irp2, отвечающий за синтез высокомолекулярного белка HMWP 2 (190 кДа). Для детекции hms-локуса в качестве ДНК-мишени выбран структурный ген hmsH, обладающий высокой мономорфностью.The pathogenicity of the plague microbe is determined by two main genetic determinants: the presence of a chromosomal island of high pathogenicity and the plasmid pCad, which carries the type III secretion system operon. The chromosome island of high pathogenicity of the plague pathogen contains genes of the iron assimilation system and consists of two regions: the ybt region, which synthesizes yersiniabactin, which chelates iron bound to eukaryotic proteins and transports it to the bacterial cell [12], and the hms region, which contains the operon hmsHFRS of the sorption system of hemin and exogenous dyes on the cell surface [13]. As a marker for the presence of the ybt region, we selected the irp2 gene, which is responsible for the synthesis of high molecular weight protein HMWP 2 (190 kDa). To detect the hms locus, the hmsH structural gene with high monomorphism was chosen as the target DNA.

Одним из наиболее часто используемых маркеров наличия плазмиды pCad у штаммов Y. pestis является V-антиген или гены, его кодирующие. V-антиген (или LcrV-белок) - мультифункциональная детерминанта патогенности, регулирующая секрецию цитотоксических белков из бактериальной клетки в цитозоль клеток человека или животных и обладающая высокими протективными свойствами [14]. Исследования, проведенные Т. С. Leal-Balbino et al. (2004) показали, что pCad и, в частности, ген lcrV обладают высокой стабильностью как у вновь выделяемых штаммов чумного микроба, так и у культур, подвергавшихся длительному хранению. Поэтому в качестве маркера плазмиды кальцийзависимости выбран ген lcrV.One of the most commonly used markers for the presence of the plasmid pCad in Y. pestis strains is the V antigen or genes encoding it. V antigen (or LcrV protein) is a multifunctional determinant of pathogenicity that regulates the secretion of cytotoxic proteins from a bacterial cell into the cytosol of human or animal cells and has high protective properties [14]. Studies by T. C. Leal-Balbino et al. (2004) showed that pCad and, in particular, the lcrV gene are highly stable both in newly isolated strains of the plague microbe and in cultures subjected to long-term storage. Therefore, the lcrV gene was chosen as a marker of the calcium-dependent plasmid.

В результате тщательной проверки качества определения нуклеотидных последовательностей были выведены следующие консенсусные последовательности фрагментов генов:As a result of a thorough quality control of nucleotide sequence determination, the following consensus sequences of gene fragments were derived:

3а SEQ ID №1 размером 147 п.н.3a of SEQ ID No. 1 of 147 bp

caf1 SEQ ID №2 размером 138 п.н.caf1 SEQ ID NO: 138 bp

pla SEQ ID №3 размером 127 п.н.pla SEQ ID No. 3 of 127 bp

irp2 SEQ ID №4 размером 107 п.н.irp2 SEQ ID NO: 107 bp

hmsH SEQ ID №5 размером 127 п.н.hmsH SEQ ID No. 5 of 127 bp

lcrV SEQ ID №6 размером 114 п.н.lcrV SEQ ID NO: 114 bp

На основании последовательностей выбранных фрагментов генов 3а (хромосома), caf1 (тшазмида pFra), pla (плазмида pPst), irp2 (остров высокой патогенности хромосомной области пигментации), hmsH (hms-локус хромосомной области пигментации), lcrV (плазмида pCad) с помощью программы Primer Premier-V5 (Premier Bio Soft International) и алгоритма BLAST подобраны олигонуклеотидные праймеры, обеспечивающие амплификацию фрагментов указанных локусов размером 147 п.н., 138 п.н., 127 п.н., 107 п.н., 127 п.н., 114 п.н. соответственно. Выбор праймеров осуществляли с учетом возможности их использования в мультиплексной ПЦР с регистрацией результатов в режиме «реального времени», а гибридизационные зонды формата Taq Man подбирали в онлайн-режиме на интернет-сайте www.genscript.com.Based on the sequences of selected fragments of genes 3a (chromosome), caf1 (pFra tshazmid), pla (pPst plasmid), irp2 (island of high pathogenicity of the chromosomal pigmentation region), hmsH (hms locus of the chromosome pigmentation region), lcrV (pCad plasmid) the Primer Premier-V5 program (Premier Bio Soft International) and the BLAST algorithm selected oligonucleotide primers providing amplification of fragments of these loci of 147 bp, 138 bp, 127 bp, 107 bp, 127 bp b. 114 bp respectively. The primers were selected taking into account the possibility of their use in multiplex PCR with recording the results in the “real time” mode, and Taq Man hybridization probes were selected online on the website www.genscript.com.

К участку гена SEQ ID №1 подобраны праймеры SEQ ID №7; SEQ ID №8 и зонд SEQ ID №9, с флуоресцентной меткой R6G и гасителем флуоресценции RTQ1;Primers of SEQ ID No. 7 were selected for the region of the gene SEQ ID No. 1; SEQ ID No. 8 and probe SEQ ID No. 9, with a fluorescent label R6G and a fluorescence quencher RTQ1;

К участку гена SEQ ID №2 подобраны праймеры SEQ ID №10; SEQ ID №11 и зонд SEQ ID №12, с флуоресцентной меткой ROX и гасителем флуоресценции BHQ2;Primers of SEQ ID No. 10 were selected for the region of the gene SEQ ID No. 2; SEQ ID No. 11 and probe SEQ ID No. 12, with a fluorescence label ROX and a fluorescence quencher BHQ2;

К участку гена SEQ ID №3 подобраны праймеры SEQ ID №13; SEQ ID №14 и зонд SEQ ID №15, с флуоресцентной меткой FAM и гасителем флуоресценции RTQ1;Primers of SEQ ID No. 13 were selected for the region of the gene SEQ ID No. 3; SEQ ID No. 14 and probe SEQ ID No. 15, with a fluorescent label FAM and fluorescence quencher RTQ1;

К участку гена SEQ ID №4 подобраны праймеры SEQ ID №16; SEQ ID №17 и зонд SEQ ID №18, с флуоресцентной меткой R6G и гасителем флуоресценции RTQ1;Primers of SEQ ID No. 16 were selected for the gene region of SEQ ID No. 4; SEQ ID No. 17 and probe SEQ ID No. 18, with a fluorescent label R6G and a fluorescence quencher RTQ1;

К участку гена SEQ ID №5 подобраны праймеры SEQ ID №19; SEQ ID №20 и зонд SEQ ID №21, с флуоресцентной меткой FAM и гасителем флуоресценции RTQ1;Primers of SEQ ID No. 19 were selected for the gene region of SEQ ID No. 5; SEQ ID No. 20 and probe SEQ ID No. 21, with a fluorescent label FAM and fluorescence quencher RTQ1;

К участку гена SEQ ID №6 подобраны праймеры SEQ ID №22; SEQ ID №23 и зонд SEQ ID №24, с флуоресцентной меткой ROX и гасителем флуоресценции BHQ2.Primers of SEQ ID No. 22 were selected for the gene region of SEQ ID No. 6; SEQ ID No. 23 and probe SEQ ID No. 24, with a fluorescence label ROX and a fluorescence quencher BHQ2.

Указанные последовательности представлены на фиг.2.These sequences are presented in figure 2.

Указанные праймеры и зонды обеспечивают высокую специфичность реакции, не образуют вторичных структур (шпилек) и димеров, что способствует эффективному связыванию их с матричной ДНК. Экспериментально установлен оптимальный состав реакционной смеси для выполнения мультиплексной ПЦР. В ПЦР-смесях №№1 и 2 подобранные концентрации праймеров и зондов составили 2:1, соответственно, количество фермента Taq-полимеразы в концентрации 1,0 ед. достаточно для обеспечения высокой специфичности и эффективности проведения реакции.These primers and probes provide a high specificity of the reaction, do not form secondary structures (hairpins) and dimers, which contributes to their effective binding to matrix DNA. The optimal composition of the reaction mixture for performing multiplex PCR was experimentally established. In PCR mixtures No. 1 and 2, the selected concentrations of primers and probes were 2: 1, respectively, the amount of Taq polymerase enzyme at a concentration of 1.0 unit enough to ensure high specificity and efficiency of the reaction.

Экспериментально подобран режим отжига праймеров и эффективное число циклов амплификации (таблица 1).The mode of primer annealing and the effective number of amplification cycles were experimentally selected (Table 1).

Аналитические характеристикиAnalytical Characteristics

Предварительная оценка аналитической специфичности используемых праймеров и зондов с помощью on-line алгоритма BLAST показала отсутствие гомологии выбранных последовательностей с другими микроорганизмами при уровне значимости Е=10.A preliminary assessment of the analytical specificity of the used primers and probes using the on-line BLAST algorithm showed the lack of homology of the selected sequences with other microorganisms at a significance level of E = 10.

Для экспериментальной оценки чувствительности и специфичности мультиплексной ПЦР с гибридизационно-флуоресцентным учетом результатов в режиме реального времени использовали количественно охарактеризованные разведения ДНК Y.pestis в концентрации 1×103-1×107 м.к./мл (таблица 2).For the experimental assessment of the sensitivity and specificity of multiplex PCR with hybridization-fluorescence real-time results, we used quantitatively characterized dilutions of Y. pestis DNA at a concentration of 1 × 10 3 -1 × 10 7 m.k. / ml (table 2).

Для характеристики специфичности ПЦР применяли выборку штаммов из целевой коллекции различных микроорганизмов. Данные представлены в таблице 3.To characterize the specificity of PCR, a selection of strains from the target collection of various microorganisms was used. The data are presented in table 3.

В результате проведенной оценки установлено, что выбранные праймеры и зонды для идентификации чумного микроба с одновременной дифференциацией вирулентных и авирулентных штаммов Y.pestis и определением их плазмидного профиля методом мультиплексной полимеразной цепной реакции с гибридизационно-флуоресцентным учетом результатов обладают высокой чувствительностью - 1×104 м.к./мл и специфичностью 100%.As a result of the assessment, it was found that the selected primers and probes for identifying the plague microbe with the simultaneous differentiation of virulent and avirulent strains of Y. pestis and determination of their plasmid profile by the multiplex polymerase chain reaction with hybridization-fluorescence results are highly sensitive - 1 × 10 4 m .k./ml and a specificity of 100%.

На основе указанных праймеров и зондов сконструирован набор, который включает 9 пробирок с завинчивающимися крышками с компонентами: 1 микропробирку с ПЦР-смесью №1, 1 микропробирку с ПЦР-смесью №2, 2 микропробирки со смесью реагентов для проведения мультиплексной ПЦР, 1 микропробирку с Taq полимеразой, 3 микропробирки с ТЕ-буфером, 1 микропробирку с положительным контрольным образцом (ПКО) ДНК Y.pestis.Based on these primers and probes, a kit was constructed that includes 9 tubes with screw caps with components: 1 microtube with PCR mixture No. 1, 1 microtube with PCR mixture No. 2, 2 microtube with a mixture of reagents for multiplex PCR, 1 microtube with Taq polymerase, 3 microtubes with TE buffer, 1 microtube with a positive control sample (FFP) Y. pestis DNA.

Смесь реагентов для проведения мультиплексной ПЦР включают магния хлорид, 10-кратный ПЦР-буфер, деионизованную воду.The multiplex PCR reagent mixture includes magnesium chloride, 10-fold PCR buffer, deionized water.

ПЦР-смесь №1 содержит праймеры SEQ ID №№7, 8, 10, 11, 13, 14 и зонды SEQ ID №№9,12,15, четыре дезоксинуклеотидтрифосфата, азид натрия.The PCR mixture No. 1 contains primers SEQ ID No. 7, 8, 10, 11, 13, 14 and probes SEQ ID No. 9,12,15, four deoxynucleotide triphosphate, sodium azide.

ПЦР-смесь №2 содержит праймеры SEQ ID №№16, 17, 19, 20, 22, 23 и зонды SEQ ID №№18, 21, 24, четыре дезоксинуклеотидтрифосфата, азид натрия.PCR mixture No. 2 contains primers SEQ ID No. 16, 17, 19, 20, 22, 23 and probes SEQ ID No. 18, 21, 24, four deoxynucleotide triphosphates, sodium azide.

Набор предназначен для видовой идентификация штаммов чумного микроба, дифференцирования вирулентных и авирулентных штаммов Y.pestis, определения их плазмидного профиля методом мультиплексной полимеразной цепной реакции с гибридизационно-флуоресцентным учетом результатов. Набор рассчитан на проведение 50 определений, включая контрольные образцы. Набор прошел государственные испытания и внедряется в производство.The kit is intended for species identification of plague microbe strains, differentiation of virulent and avirulent Y. pestis strains, determination of their plasmid profile by multiplex polymerase chain reaction with hybridization-fluorescent results. The kit is designed for 50 determinations, including control samples. The kit has passed state tests and is being introduced into production.

Заявляемый способ ускоренной идентификации чумного микроба после выделения ДНК по общепринятым методам включает следующие этапы:The inventive method of accelerated identification of the plague microbe after DNA isolation by conventional methods includes the following steps:

а) проведение мультиплексной ПЦР;a) conducting multiplex PCR;

б) оценка полученных результатов.b) evaluation of the results.

Проведение ПЦР исследований с набором включает одномоментную постановку реакции в двух пробирках для каждой исследуемой пробы или контрольного образца. В одной пробирке используется ПЦР-смесь №1, во второй ПЦР-смесь №2. Taq полимераза и смесь реагентов применяются с обеими реакционными смесями одинаково.Carrying out PCR studies with a kit includes the simultaneous formulation of the reaction in two tubes for each test sample or control sample. In one tube, PCR mixture No. 1 is used, in the second PCR mixture No. 2. Taq polymerase and a mixture of reagents are used equally with both reaction mixtures.

Из холодильной камеры извлекают ПЦР-смеси №1 и №2, смесь реагентов; из морозильной камеры извлекают Taq полимеразу, ПКО ДНК Y.pestis, полностью оттаивают, перемешивают на микроцентрифуге/встряхиватиле и центрифугируют при 3000-5000 об/мин в течение 30 с для осаждения капель со стенок пробирки.PCR mixtures No. 1 and No. 2, a mixture of reagents, are extracted from the refrigerator; Taq polymerase, PF of Y. pestis DNA are removed from the freezer, completely thawed, mixed on a microcentrifuge / shaker and centrifuged at 3000-5000 rpm for 30 s to precipitate droplets from the walls of the tube.

Для проведения реакции в отдельной пробирке объемом 0,6 мл или 1,5 мл готовят реакционную смесь, содержащую: ПЦР-смесь №1-5 мкл, смесь реагентов - 10 мкл, Taq-полимеразу - 0,2 мкл. Полученную смесь тщательно перемешивают и переносят по 15 мкл в подготовленные заранее пробирки объемом 0,2 мл, число которых соответствует количеству исследуемых проб плюс положительный и отрицательный контрольный образец. Аналогичным образом готовят реакционную смесь для проведения реакции с ПЦР-смесью №2.To conduct the reaction in a separate tube of 0.6 ml or 1.5 ml, a reaction mixture is prepared containing: PCR mixture No. 1-5 μl, a mixture of reagents - 10 μl, Taq polymerase - 0.2 μl. The resulting mixture was thoroughly mixed and transferred to 15 μl in pre-prepared 0.2 ml tubes, the number of which corresponds to the number of test samples plus a positive and negative control sample. Similarly, prepare the reaction mixture for the reaction with PCR mixture No. 2.

Затем в микропробирки вносят по 10 мкл ДНК из исследуемых проб. В микропробирку для отрицательного контрольного образца добавляют 10 мкл ТЕ-буфера, а для положительного контрольного образца - 10 мкл ПКО ДНК Y.pestis. Все пробирки помещают в термоциклер типа «Rotor Gene».Then, 10 μl of DNA from the studied samples is introduced into microtubes. 10 μl of TE buffer is added to the microtube for a negative control sample, and 10 μl of Y. pestis DNA PCO for a positive control sample. All tubes are placed in a Rotor Gene thermal cycler.

Для работы с прибором «Rotor Gene» 3000 используют программу «Rotor Gene 6», с прибором. «Rotor Gene» 6000 - программу «Rotor Gene 6000» версия 1,7 (build 67) или выше.For work with the Rotor Gene 3000 device use the Rotor Gene 6 program, with the device. "Rotor Gene" 6000 - program "Rotor Gene 6000" version 1.7 (build 67) or higher.

Регистрацию результатов реакции с использованием ПЦР-смеси №1 и ПЦР-смеси №2 проводят единообразно.The registration of the reaction results using PCR mixture No. 1 and PCR mixture No. 2 is carried out uniformly.

Результаты учитывают на основании наличия (или отсутствия) пересечения кривой флуоресценции с установленной на соответствующем уровне пороговой линией, а цифровое значение порогового цикла «Ct» указано в соответствующей графе таблицы результатов на панели прибора.The results are taken into account based on the presence (or absence) of the intersection of the fluorescence curve with the threshold line set at the appropriate level, and the digital value of the threshold cycle “Ct” is indicated in the corresponding column of the results table on the instrument panel.

Пороговое значение Ct для положительных проб по каналам FAM, JOE, ROX составляет не более 33. При получении значения не более 33 результат считают положительным.The threshold Ct value for positive samples on the FAM, JOE, ROX channels is no more than 33. If the value is received no more than 33, the result is considered positive.

Оценка полученных результатов.Evaluation of the results.

Учет результатов, полученных с ПЦР-смесью №1 и ПЦР-смесью №2, выполняют последовательно. В случае получения положительных результатов с ПЦР-смесью №1 учитывают результаты, полученные с ПЦР-смесью №2. В случае отрицательного результата с ПЦР-смесью №1, результаты с ПЦР-смесью №2 не учитывают.Analysis of the results obtained with PCR mixture No. 1 and PCR mixture No. 2 is performed sequentially. In the case of positive results with PCR mixture No. 1, the results obtained with PCR mixture No. 2 are taken into account. In the case of a negative result with PCR mixture No. 1, the results with PCR mixture No. 2 are not taken into account.

Время проведения ПЦР составляет 2 ч.PCR time is 2 hours.

Учет и оценка результатов позволяет:Accounting and evaluation of the results allows you to:

- определять видовую принадлежность к Y.pestis исследуемых культур на основании регистрации сигналов по каналам FAM, JOE, ROX с ПЦР-смесью №1 по оценочной таблице 4;- determine the species affiliation of the studied cultures to Y. pestis based on the registration of signals through the channels FAM, JOE, ROX with PCR mixture No. 1 according to evaluation table 4;

- дифференцировать вирулентные и авирулентные штаммы Y.pestis на основании регистрации сигналов по каналам FAM, JOE, ROX с ПЦР-смесью №2 по оценочной таблице 5;- to differentiate virulent and avirulent strains of Y. pestis based on the registration of signals through the channels FAM, JOE, ROX with PCR mixture No. 2 according to evaluation table 5;

- определять плазмидный профиль штаммов Y.pestis на основании регистрации сигналов по каналам FAM и ROX с ПЦР-смесью №1 и каналу ROX с ПЦР-смесью №2 по оценочной таблице 6.- determine the plasmid profile of Y. pestis strains based on the registration of signals on the FAM and ROX channels with PCR mixture No. 1 and the ROX channel with PCR mixture No. 2 according to evaluation table 6.

ПримерExample

Материалом для исследования служили 5 зашифрованных проб, в которых присутствовали возбудитель чумы и представители другого рода.The material for the study was 5 encrypted samples, in which the causative agent of the plague and representatives of a different kind were present.

Подготовку проб бактериальных суспензий выполняли в соответствии с требованиями СП 13.1285-03 «Безопасность работы с микроорганизмами I-II групп патогенности» (Москва, 2003 г.).The preparation of samples of bacterial suspensions was performed in accordance with the requirements of SP 13.1285-03 “Safety of work with microorganisms of pathogenicity groups I-II” (Moscow, 2003).

Обеззараживание исследуемых бактериальных суспензий проводили в соответствии с МУ 1.3.2569-09 «Организация работы лабораторий, использующих методы амплификации нуклеиновых кислот при работе с материалом, содержащим микроорганизмы I-IV групп патогенности» (Москва, 2009 г.).The disinfection of the studied bacterial suspensions was carried out in accordance with MU 1.3.2569-09 “Organization of the work of laboratories using nucleic acid amplification methods when working with material containing microorganisms of I-IV pathogenicity groups” (Moscow, 2009).

Выделение ДНК выполняли по общепринятой схеме с использованием зарегистрированного коммерческого набора «Рибо-сорб», в соответствии с инструкцией к набору.DNA isolation was performed according to the generally accepted scheme using the registered commercial Ribo-sorb kit, in accordance with the instructions for the kit.

Мультиплексную ПЦР осуществляли одномоментно в двух пробирках для каждой исследуемой пробы или контрольного образца. Из холодильной камеры извлекали ПЦР-смесь №1, ПЦР-смесь №2, смесь реагентов, а из морозильной камеры - Taq-полимеразу, ПКО Y. pestis полностью оттаивали, перемешивали на микроцентрифуге/встряхивателе и центрифугировали при 3000-5000 об/мин в течение 30 с для осаждения капель со стенок пробирки.Multiplex PCR was carried out simultaneously in two tubes for each test sample or control sample. PCR mixture No. 1, PCR mixture No. 2, a mixture of reagents were extracted from the refrigerator, and Taq polymerase, Y. pestis PKO were completely thawed from the freezer, mixed on a microcentrifuge / shaker and centrifuged at 3000-5000 rpm 30 s to precipitate droplets from the walls of the tube.

Для проведения реакции с ПЦР-смесью №1 отбирали 6 микропробирок объемом 0,2 мл, соответствующих числу исследуемых проб для отрицательного контроля выделения ДНК (ОКБ), и еще 2 - для положительного и отрицательного контролей. Таким же образом отбирали микропробирки для проведения реакции с ПЦР-смесью №2.To conduct the reaction with PCR mixture No. 1, 6 microtubes with a volume of 0.2 ml were selected, corresponding to the number of test samples for negative control of DNA extraction (OKB), and another 2 for positive and negative controls. In the same way, microtubes were selected for the reaction with PCR mixture No. 2.

В отдельной микропробирке объемом 0,6 мл готовили реакционную смесь из расчета: ПЦР-смесь №1 - 40 мкл, ПЦР-смесь №2 - 80 мкл, Taq-полимераза - 1,6 мкл. Подготовленную смесь тщательно перемешивали и переносили по 15 мкл в 6 подготовленных пробирок объемом 0,2 мл. Аналогичным образом готовили реакционную смесь для проведения реакции с ПЦР-смесью №2.In a separate 0.6 ml microtube, the reaction mixture was prepared from the calculation: PCR mixture No. 1 - 40 μl, PCR mixture No. 2 - 80 μl, Taq polymerase - 1.6 μl. The prepared mixture was thoroughly mixed and transferred to 15 μl in 6 prepared tubes with a volume of 0.2 ml. Similarly, the reaction mixture was prepared for the reaction with PCR mixture No. 2.

Затем в 5 пробирок с ПЦР-смесью №1 вносили по 10 мкл ДНК из исследуемых проб. В микропробирку с отрицательным контролем амплификации (К-) вносили 10 мкл ТЕ-буфера, в микропробирку с положительным контролем амплификации (К+) - 10 мкл ПКО ДНК Y.pestis и ОКВ. Аналогично проводили реакцию с ПЦР-смесью №2. Подготовленные микропробирки помещали в термоциклер типа RotorGene.Then, in 10 test tubes with PCR mixture No. 1, 10 μl of DNA from the studied samples was added. 10 μl of TE buffer was added to a microtube with a negative amplification control (K-), and 10 μl of Y. pestis DNA and OKV DNA were added to a microtube with a positive amplification control (K +). Similarly, the reaction was carried out with PCR mixture No. 2. Prepared microtubes were placed in a RotorGene thermal cycler.

Задавали следующую программу амплификации:The following amplification program was set:

1) Hold/Удерж. температуры -1) Hold temperature - 95°С - 5 мин95 ° C - 5 min 2) Cycling/Циклирование -2) Cycling / Cycling - 95°С - 30 сек95 ° C - 30 sec 60°С - 30 сек60 ° C - 30 sec 72°С - 30 сек72 ° C - 30 sec

Cycle repeats/Цикл повторить - 10 times/раз.Cycle repeats - Repeat 10 times / time.

3) Сусling2/Циклирование23) Susling2 / Cycle2 95°С - 20 сек95 ° C - 20 sec 56°С - 20 сек - Детекция56 ° C - 20 sec. - Detection 72°С - 20 сек72 ° C - 20 sec

Cycle repeats/Цикл повторить - 35 times/раз.Cycle repeats / cycle repeat - 35 times / time.

Флуоресценцию измеряли при 56°С (во втором блоке циклирования) по каналам FAM/Green, JOE/Yellow, ROX/Orange.Fluorescence was measured at 56 ° C (in the second cycling unit) using the channels FAM / Green, JOE / Yellow, ROX / Orange.

Задавали параметры калибровки: для каналов FAM/Green, JOE/Yellow и ROX/Orange указывают в графе Min Reading/Миним. Сигнал значение 5, а в графе Мах Reading/Максим. Сигнал значение 10.The calibration parameters were set: for the FAM / Green, JOE / Yellow and ROX / Orange channels, they are indicated in the column Min Reading. The signal value is 5, and in the column Max Reading / Maxim. Signal value 10.

Регистрацию результатов реакции с использованием ПЦР-смеси №1 и ПЦР-смеси №2 проводили единообразно.The registration of the reaction results using PCR mixture No. 1 and PCR mixture No. 2 was carried out uniformly.

Регистрация результатов амплификации по каналу FAM/GreenRegistration of amplification results via the FAM / Green channel

1. Активировали режимы «Dynamic tube»/«Динамич.фон», «Slope Correct»/«Коррек. уклона», «Ignore First - 10 Cycles»/«Игнор. первые - 10 циклов».1. Activated the modes "Dynamic tube" / "Dynamic.fon", "Slope Correct" / "Correction. bias ”,“ Ignore First - 10 Cycles ”/“ Ignore. the first - 10 cycles. "

2. Задавали параметры «Outlier Removal»/«Устранение выбросов» - 30%.2. Set the parameters “Outlier Removal” / “Elimination of emissions” - 30%.

3. Задавали значение пороговой линии = 0,05, активировали опцию «Eliminate Cycles Before - 8»/«Исключить циклы до - 8».3. Set the threshold line value = 0.05, activate the option “Eliminate Cycles Before - 8” / “Exclude cycles to - 8”.

4. В таблице результатов фиксировали значения порогового цикла (Ct) для каждой пробы.4. In the table of results fixed values of the threshold cycle (Ct) for each sample.

Регистрация результатов амплификации по каналу JOE/YellowRegistration of amplification results via the JOE / Yellow channel

1. Активировали режимы «Dynamic tube»/«Динамич. фон», «Slope Correct»/«Коррек. уклона», «Ignore First - 10 Cycles»/«Игнор. первые - 10 циклов».1. Activated the "Dynamic tube" / "Dynamic. background, Slope Correct. bias ”,“ Ignore First - 10 Cycles ”/“ Ignore. the first - 10 cycles. "

2. Задавали параметры «Outlier Removal»/«Устранение выбросов» - 15%.2. Set the parameters “Outlier Removal” / “Elimination of emissions” - 15%.

3. Задавали значение пороговой линии = 0,05, активировали опцию «Eliminate Cycles Before - 8»/«Исключить циклы до - 8».3. Set the threshold line value = 0.05, activate the option “Eliminate Cycles Before - 8” / “Exclude cycles to - 8”.

4. В таблице результатов фиксировали значения порогового цикла (Ct) для каждой пробы.4. In the table of results fixed values of the threshold cycle (Ct) for each sample.

Регистрация результатов амплификации по каналу ROX/OrangeRegistration of amplification results via ROX / Orange

1. Активировали режимы «Dynamic tube »/«Динамич. фон», «Slope Correct»/«Коррек. уклона», «Ignore First - 10 Cycles»/«Игнор. первые - 10 циклов».1. Activated the "Dynamic tube" / "Dynamic. background, Slope Correct. bias ”,“ Ignore First - 10 Cycles ”/“ Ignore. the first - 10 cycles. "

2. Задавали параметры «Outlier Removal»/«Устранение выбросов» - 15%.2. Set the parameters “Outlier Removal” / “Elimination of emissions” - 15%.

3. Задавали значение пороговой линии = 0,05, активировали опцию «Eliminate Cycles Before - 8»/«Исключить циклы до - 8».3. Set the threshold line value = 0.05, activate the option “Eliminate Cycles Before - 8” / “Exclude cycles to - 8”.

4. В таблице результатов фиксировали значения порогового цикла (Ct) для каждой пробы.4. In the table of results fixed values of the threshold cycle (Ct) for each sample.

Полученные результаты ПЦР представлены на фигурах и таблицах. Определение видовой принадлежности исследуемых культур на основании регистрации сигналов по каналам FAM, JOE и ROX с ПЦР-смесью №1 отражены на фиг.3-5 и таблице 7.The results of PCR are presented in the figures and tables. The determination of the species affiliation of the studied cultures based on the registration of signals through the channels FAM, JOE and ROX with PCR mixture No. 1 are shown in FIGS. 3-5 and table 7.

На основании полученных результатов сделано заключение, что в пробе №1 не содержится культура, относящаяся к виду Y.pestis (отрицательный результат), и результаты, полученные в ПЦР с данной пробой, не подлежат дальнейшему учету с ПЦР-смесью №2.Based on the results, it was concluded that sample No. 1 did not contain a culture belonging to the species Y. pestis (negative result), and the results obtained in PCR with this sample were not subject to further accounting with PCR mixture No. 2.

Штаммы, присутствующие в пробах №№2, 3, 4, 5, относятся к виду Y.pestis (положительный результат), и для них будет проведен учет результатов с ПЦР-смесью №2.The strains present in samples No. 2, 3, 4, 5 belong to the species Y. pestis (positive result), and results will be recorded for them with PCR mixture No. 2.

Дифференцирование вирулентных штаммов чумного микроба от авирулентных в пробах №№2, 3, 4, 5 проводили на основании регистрации сигналов по каналам FAM, JOE и ROX с ПЦР-смесью №2 (фиг.6-8, таблица 8).Differentiation of virulent plague microbe strains from avirulent strains in samples Nos. 2, 3, 4, 5 was carried out on the basis of registration of signals through FAM, JOE and ROX channels with PCR mixture No. 2 (Figs. 6-8, Table 8).

На основании полученных результатов сделано заключение, что штаммы чумного микроба, присутствующие в пробах №2 и №3, являются вирулентными, тогда как в пробах №3 и №4 содержатся авирулентные штаммы Y.pestis.Based on the results, it was concluded that the plague microbe strains present in samples 2 and 3 are virulent, while samples 3 and 4 contain avirulent Y. pestis strains.

Определение плазмидного профиля штаммов Y.pestis проводили на основании регистрации сигналов по каналам FAM и ROX с ПЦР-смесью №1 и каналу ROX с ПЦР-смесью №2 (таблица 9).The determination of the plasmid profile of Y. pestis strains was carried out based on the registration of signals on the FAM and ROX channels with PCR mixture No. 1 and the ROX channel with PCR mixture No. 2 (table 9).

Полученные данные показали, что штамм Y.pestis в пробе №2 содержит плазмиды pPst, pFra, pCad; штамм в пробе №3 содержит плазмиды pFra и pCad, но лишен плазмиды pPst; штамм в пробе №4 содержит плазмиду pPst, но лишен плазмид pFra и pCad; штамм в пробе №5 содержит плазмиды pPst, pFra, pCad.The data obtained showed that the strain Y. pestis in sample No. 2 contains plasmids pPst, pFra, pCad; the strain in sample No. 3 contains the plasmids pFra and pCad, but lacks the plasmid pPst; the strain in sample No. 4 contains the plasmid pPst, but lacks the plasmids pFra and pCad; the strain in sample No. 5 contains plasmids pPst, pFra, pCad.

Итоговое заключение по результатам мультиплексного ПЦР-анализа 5 шифрованных проб с использованием разработанного набора и способаThe final conclusion on the results of multiplex PCR analysis of 5 encrypted samples using the developed set and method

Проба №1 - не содержит Y.pestis.Sample No. 1 - does not contain Y. pestis.

Проба №2 - содержит вирулентный штамм Y.pestis с плазмидами pPst, pFra, pCad.Sample No. 2 - contains a virulent strain of Y. pestis with plasmids pPst, pFra, pCad.

Проба №3 - содержит вирулентный штамм Y.pestis с плазмидами pFra и pCad, но лишен плазмиды pPst.Sample No. 3 - contains a virulent strain of Y. pestis with plasmids pFra and pCad, but lacks the plasmid pPst.

Проба №4 - содержит авирулентный штамм Y.pestis с плазмидой pPst, но лишен плазмид pFra и pCad.Sample No. 4 - contains an avirulent strain of Y. pestis with the plasmid pPst, but lacks the plasmids pFra and pCad.

Проба №5 - содержит авирулентный штамм Y.pestis с плазмидами pPst, pFra, pCad.Sample No. 5 - contains an avirulent strain of Y. pestis with plasmids pPst, pFra, pCad.

После расшифровки проб, полученные результаты во всех случаях совпадали с характеристиками штаммов, использованных для приготовления шифрованных проб при изучении их в бактериологических, серологических и биологических методах. Штаммы получены из Государственной коллекции патогенных бактерий ФГУЗ РосНИПЧИ «Микроб» (таблица 10).After deciphering the samples, the results obtained in all cases coincided with the characteristics of the strains used to prepare the encrypted samples when studying them in bacteriological, serological and biological methods. The strains were obtained from the State collection of pathogenic bacteria FGUZ RosNIPCHI "Microbe" (table 10).

Таким образом, заявляемая группа изобретений обладает новизной. Выбраны ДНК-мишени - последовательности фрагментов генов 3а SEQ ID №1 размером 147 п.н., ответственный за видоспецифичность; caf1 SEQ ID №2 размером 138 п.н. (плазмида pFra); pla SEQ ID №3 размером 127 п.н. (плазмида pPst); irp2 SEQ ID №4 размером 107 п.н.; hmsH SEQ ID №5 размером 127 п.н.; lcrV SEQ ID №6 размером 114 п.н. Подобраны праймеры и гибридизационные зонды, определен оптимальный состав реакционных смесей для выполнения мультиплексной ПЦР в режиме «реального времени» и оптимальные условия проведения реакции, особенности учета и оценки результатов, что позволяет идентифицировать культуру, определять ее вирулентность и плазмидный профиль, а также достигать высокого уровня чувствительности и специфичности, сокращать время анализа. Набор находится на стадии внедрения в производство - прошел предварительные, технические и медицинские испытания. В настоящее время проводится дополнительная экспертиза и регистрация в Росздравнадзоре.Thus, the claimed group of inventions has novelty. Target DNAs were selected — sequences of gene fragments 3a of SEQ ID NO: 147 bp, responsible for species specificity; caf1 SEQ ID NO: 138 bp (plasmid pFra); pla SEQ ID No. 3 of 127 bp (plasmid pPst); irp2 SEQ ID NO: 107 bp; hmsH SEQ ID NO: 127 bp; lcrV SEQ ID NO: 114 bp Primers and hybridization probes were selected, the optimal composition of the reaction mixtures for performing real-time multiplex PCR was determined, and the optimal reaction conditions, accounting and evaluation features, which made it possible to identify the culture, determine its virulence and plasmid profile, and also achieve a high level sensitivity and specificity, reduce analysis time. The kit is at the stage of introduction into production - it has passed preliminary, technical and medical tests. An additional examination and registration is underway at Roszdravnadzor.

Источники информацииInformation sources

1. Воробьев А.А., Боев Б.В., Бондаренко В.М., Гинзбург А.Л. Проблема биотерроризма в современных условиях // ЖМЭИ. - 2002. - №3. - С.3-12.1. Vorobyov A.A., Boev B.V., Bondarenko V.M., Ginzburg A.L. The problem of bioterrorism in modern conditions // ZhMEI. - 2002. - No. 3. - S.3-12.

2. Патент на изобретение RU 2288275, МПК C12Q 1/68, C12N 15/10. Способ определения утраты вирулентности штаммами чумного микроба вследствие потери области пигментации / Булгакова Е.Г., Сухоносов И.Ю., Кутырев В.В. Опубл. 27.11.2006 // Бюл.-2006.-№33.2. Patent for invention RU 2288275, IPC C12Q 1/68, C12N 15/10. A method for determining the loss of virulence by strains of the plague microbe due to the loss of the pigmentation area / Bulgakova E.G., Sukhonosov I.Yu., Kutyrev V.V. Publ. 11/27/2006 // Bull.-2006.-No. 33.

3. Патент на изобретение RU 2404251, МПК C12Q 1/00. Способ идентификации и внутривидовой дифференциации штаммов вида Yersinia pestis / Трухачев А.Л., Лебедева С.А., Васильева Е.А., Иванова В.С., Ракин А.В.. Опубл. 20.11.2010 // Бюл. №32.3. Patent for invention RU 2404251, IPC C12Q 1/00. The method of identification and intraspecific differentiation of strains of the species Yersinia pestis / Trukhachev A.L., Lebedeva S.A., Vasilieva E.A., Ivanova V.S., Rakin A.V. Publ. 11/20/2010 // Bull. Number 32.

4. Leal N. С., de Almeida A. М. P. Diagnosis of plague and identification of virulence markers in Yersinia pestis by multiplex-PCR // Rev. Inst. Med. Trop.S. Paulo. - 1999. - Vol.41, No.6. - P.339-342.4. Leal N. C., de Almeida A. M. P. Diagnosis of plague and identification of virulence markers in Yersinia pestis by multiplex-PCR // Rev. Inst. Med. Trop.S. Paulo. - 1999. - Vol.41, No.6. - P.339-342.

5. Патент US 7494772, МПК С01Н 21/02, С01Н 21/04, C12Q 1/68. Nucleotide sequences specific to Yersinia pestis and methods for the detection of Yersinia pestis / McCready paula m, Radnedge Lyndsay et al. Опубл. 24.02.2009.5. Patent US 7494772, IPC C01H 21/02, C01H 21/04, C12Q 1/68. Nucleotide sequences specific to Yersinia pestis and methods for the detection of Yersinia pestis / McCready paula m, Radnedge Lyndsay et al. Publ. 02.24.2009.

6. Куличенко А.П., Норкина О.В., Гинцбург А.Л., Попов Ю.А., Дроздов И.Г. Оптимизация способа детекции штаммов чумного микроба при помощи полимеразной цепной реакции // Генетика. - 1994. - т.30, №2, - с.167-171.6. Kulichenko A.P., Norkina O.V., Gunzburg A.L., Popov Yu.A., Drozdov I.G. Optimization of the method for the detection of plague microbe strains using polymerase chain reaction // Genetics. - 1994. - t.30, No. 2, - p.167-171.

7. Campbell J., Lowe J., Walz S., Ezzell J. Rapid and specific identification of Yersinia pestis by using a nested polymerase chain reaction procedure // J. Clin. Microbiol. - 1993. - Vol.31, №3. - P.758-759.7. Campbell J., Lowe J., Walz S., Ezzell J. Rapid and specific identification of Yersinia pestis by using a nested polymerase chain reaction procedure // J. Clin. Microbiol. - 1993. - Vol.31, No. 3. - P.758-759.

8. Higgins J.A., Ezzell J., Hinnebusch B.J., et al. 5' nuclease PCR assay to detect Yersinia pestis // J. Clin. Microbiol. - 1998. - Vol.36, №8. - P.2284-2288.8. Higgins J.A., Ezzell J., Hinnebusch B.J., et al. 5 'nuclease PCR assay to detect Yersinia pestis // J. Clin. Microbiol. - 1998. - Vol. 36, No. 8. - P.2284-2288.

9. Engelthaler D. M., Gage K. L., Montenieri J. A., et al. PCR detection of Yersinia pestis in fleas: comparison with mouse inoculation // J. Clin. Microbiol. - 1999. - Vol.37, №6. - P.1980-1984.9. Engelthaler D. M., Gage K. L., Montenieri J. A., et al. PCR detection of Yersinia pestis in fleas: comparison with mouse inoculation // J. Clin. Microbiol. - 1999. - Vol. 37, No. 6. - P.1980-1984.

10. Rahalison L., Vololonirina Е., Ratsitorahina M., Chanteau S. Diagnosis of bubonic plague in Madagascar under field conditions // J. Clin. Microbiol. - 2000. - Vol.38, №1. - P.260-263.10. Rahalison L., Vololonirina E., Ratsitorahina M., Chanteau S. Diagnosis of bubonic plague in Madagascar under field conditions // J. Clin. Microbiol. - 2000. - Vol. 38, No. 1. - P.260-263.

11. Loiez С., Herwegh S., Wallet F., et al. Detection of Yersinia pestis in sputum by real-time PCR // J. Clin. Microbiol. - 2003. - Vol.41, №10. - P.4873-4875.11. Loiez C., Herwegh S., Wallet F., et al. Detection of Yersinia pestis in sputum by real-time PCR // J. Clin. Microbiol. - 2003. - Vol.41, No. 10. - P. 4873-4875.

12. Bearden S.W., Fetherston J.D., Perry R.D. Genetic organization of the yersiniabactin biosynthetic region and construction of avirulent mutants in Yersinia pestis // Infect. Immun. - 1997. - Vol.65. - P.1659-1668.12. Bearden S.W., Fetherston J.D., Perry R. D. Genetic organization of the yersiniabactin biosynthetic region and construction of avirulent mutants in Yersinia pestis // Infect. Immun. - 1997 .-- Vol.65. - P.1659-1668.

13. Buchrieser С., Prentice M., Carniel E. The 102-kilobase unstable region of Yersinia pestis comprises a high-pathogenicity island linked to a pigmentation segment which undergoes internal rearrangement // J. Bacteriol. - 1998. - Vol.180. - P.2321-2329.13. Buchrieser S., Prentice M., Carniel E. The 102-kilobase unstable region of Yersinia pestis composed a high-pathogenicity island linked to a pigmentation segment which undergoes internal rearrangement // J. Bacteriol. - 1998. - Vol. 180. - P.2321-2329.

14. Carniel E., Guilvout I., Prentice M. Characterization of a large chromosomal "high-pathogenicity island" in biotype 1B Yersinia enterocolitica // J. Bacteriol. - 1996. - Vol.178. - P.743-6751.14. Carniel E., Guilvout I., Prentice M. Characterization of a large chromosomal "high-pathogenicity island" in biotype 1B Yersinia enterocolitica // J. Bacteriol. - 1996. - Vol. 178. - P.743-6751.

Таблица 1Table 1 Температура отжига праймеровPrimer Annealing Temperature Наличие однородной амплификации по каналам FAM, JOE и ROXThe presence of homogeneous amplification channels FAM, JOE and ROX ПЦР-смесь №1PCR mixture No. 1 ПЦР-смесь №2PCR mixture No. 2 62°С62 ° C -- -- 60°С60 ° C -- -- 58°С58 ° C ±± ±± 56°С56 ° C ++ ++ 54°С54 ° C ±± ±± 52°С52 ° C -- -- 50°С50 ° C -- -- Количество циклов амплификацииAmplification cycles Эффективная амплификация ДНК Yersinia pestis в концентрации 1×104 м.к./млEffective amplification of Yersinia pestis DNA at a concentration of 1 × 10 4 MK./ml ПЦР-смесь №1PCR mixture No. 1 ПЦР-смесь №2PCR mixture No. 2 2525 -- -- 30thirty ±± ±± 3535 ++ ++ 4040 ++ ++

Таблица 2table 2 Концентрация Y.pestis в пробеThe concentration of Y. pestis in the sample Наличие амплификации по каналам FAM, JOE и ROXAmplification via FAM, JOE and ROX channels ПЦР-смесь №1PCR mixture No. 1 ПЦР-смесь №2PCR mixture No. 2 1×102 м.к./мл1 × 10 2 m.k. / ml -- -- 5×102 м.к./мл5 × 10 2 m.k./ml -- -- 1×103 м.к./мл1 × 10 3 m.k. / ml -- -- 5×103 м.к./мл5 × 10 3 m.k. / ml ±± ±± 1×104 м.к./мл1 × 10 4 m.k. / ml ++ ++ 5×104 м.к./мл5 × 10 4 m.k./ml ++ ++ 1×105 м.к./мл1 × 10 5 m.k./ml ++ ++

Таблица 3Table 3 Вид микроорганизмаType of microorganism Количество штаммовThe number of strains Наличие амплификации по каналам FAM, JOE и ROXAmplification via FAM, JOE and ROX channels ПЦР-смесь №1PCR mixture No. 1 ПЦР-смесь №2PCR mixture No. 2 Y.pestisY.pestis 3131 ++ ++ Y.pseudotuberculosisY.pseudotuberculosis 22 -- -- Y.enterocoliticaY.enterocolitica 22 -- -- E.coliE.coli 22 -- --

Таблица 4Table 4 ПЦР-смесьPCR mixture ПЦР-смесь №1PCR mixture No. 1 Результатыresults Канал учета флуоресценцииFluorescence channel FAMFam JOEJoe ROXRox Генетический маркерGenetic marker pla (плазмида pPst)pla (plasmid pPst) 3а (хромосома)3a (chromosome) caf1 (плазмида pFra)caf1 (plasmid pFra) ПробыSamples Значения порогового цикла (Ct)Threshold Cycle Values (Ct) ОКВ, К-OKV, K- Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Результаты анализа подлежат учетуAnalysis results are subject to accounting. Наличие флуоресценции хотя бы по одному из каналовThe presence of fluorescence in at least one of the channels Результаты анализа учету не подлежатAnalysis results are not subject to accounting К+K + ≤33≤33 ≤33≤33 ≤33≤33 Результаты анализа подлежат учетуAnalysis results are subject to accounting. Отсутствие флуоресценции хотя бы по одному из каналовAbsence of fluorescence in at least one of the channels Результаты анализа учету не подлежатAnalysis results are not subject to accounting Исследуемые пробыTest samples ≤33≤33 ≤33≤33 ≤33≤33 Культура относится к виду Yersinia pestisThe culture belongs to the species Yersinia pestis ≤33≤33 ≤33≤33 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence ≤33≤33 ≤33≤33 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence ≤33≤33 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Культура не относится к виду Yersinia pestisThe culture does not belong to the species Yersinia pestis

Таблица 5Table 5 ПЦР-смесьPCR mixture ПЦР-смесь №2PCR mixture No. 2 Результатыresults Канал учета флуоресценцииFluorescence channel FAMFam JOEJoe ROXRox Генетический маркерGenetic marker hmsH (хромосомная область пигментации)hmsH (chromosomal pigmentation region) irp2 (хромосомная область пигментации)irp2 (chromosomal pigmentation region) lcrМ (плазмида pCad)lcrM (plasmid pCad) ПробыSamples Значения порогового цикла (Ct)Threshold Cycle Values (Ct) ОКВ, К-OKV, K- Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Результаты анализа подлежат учетуAnalysis results are subject to accounting. Наличие флуоресценции хотя бы по одному из каналовThe presence of fluorescence in at least one of the channels Результаты анализа учету не подлежатAnalysis results are not subject to accounting ПКО ДНК Y.pestisFFP DNA Y.pestis ≤33≤33 ≤33≤33 ≤33≤33 Результаты анализа подлежат учетуAnalysis results are subject to accounting. Отсутствие флуоресценции хотя бы по одному из каналовAbsence of fluorescence in at least one of the channels Результаты анализа учету не подлежатAnalysis results are not subject to accounting Исследуемые пробыTest samples ≤33≤33 ≤33≤33 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Штамм Yersinia pestis авирулентныйThe strain of Yersinia pestis is avirulent ≤33≤33 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence ≤33≤33 ≤33≤33 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence ≤33≤33 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence ≤33≤33 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence ≤33≤33 ≤33≤33 ≤33≤33 Штамм Yersinia pestis вирулентныйThe strain of Yersinia pestis is virulent Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence ≤33≤33 ≤33≤33

Таблица 6Table 6 ПЦР-смесьPCR mixture ПЦР-смесь №1PCR mixture No. 1 ПЦР-емесь №2PCR No. 2 Результатыresults Канал учета флуоресценцииFluorescence channel FAMFam ROXRox ROXRox Генетический маркерGenetic marker plapla caf1caf1 lcrVlcrV ПробыSamples Значения порогового цикла (Ct)Threshold Cycle Values (Ct) ОКВ, К-OKV, K- Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Результаты анализа подлежат учетуAnalysis results are subject to accounting. Наличие флуоресценции хотя бы по одному из каналовThe presence of fluorescence in at least one of the channels Результаты анализа учету не подлежатAnalysis results are not subject to accounting К+K + ≤33≤33 ≤33≤33 ≤33≤33 Результаты анализа подлежат учетуAnalysis results are subject to accounting. Отсутствие флуоресценции хотя бы по одному из каналовAbsence of fluorescence in at least one of the channels Результаты анализа учету не подлежатAnalysis results are not subject to accounting Исследуемые пробыTest samples ≤33≤33 ≤33≤33 ≤33≤33 Штамм содержит плазмиды pCad, pPst, pFraThe strain contains plasmids pCad, pPst, pFra ≤33≤33 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence ≤33≤33 Штамм содержит плазмиды pCad, pPstThe strain contains plasmids pCad, pPst Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence ≤33≤33 ≤33≤33 Штамм содержит плазмиды pCad, pFraThe strain contains plasmids pCad, pFra ≤33≤33 ≤33≤33 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Штамм содержит плазмиды pPst, pFraThe strain contains plasmids pPst, pFra Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence ≤33≤33 Штамм содержит плазмиду pCadThe strain contains the plasmid pCad ≤33≤33 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Штамм содержит плазмиду pPstThe strain contains the plasmid pPst Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence ≤33≤33 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Штамм содержит плазмиду pFraThe strain contains plasmid pFra Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Штамм не содержит плазмид pCad, pPst, pFraThe strain does not contain plasmids pCad, pPst, pFra

Таблица 7Table 7 Канал учета флуоресценцииFluorescence channel FAMFam JOEJoe ROXRox Результатыresults Генетический маркерGenetic marker pla (плазмида pPst)pla (plasmid pPst) 3а (хромосома)3a (chromosome) caf1 (плазмида pFra)caf1 (plasmid pFra) ПробыSamples Значения порогового цикла (Ct)Threshold Cycle Values (Ct) Проба №1Sample No. 1 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Культура не относится к виду Y.pestisThe culture does not belong to the species Y. pestis Проба №2Sample No. 2 17,9417.94 17,7817.78 15,0615.06 Культура относится к виду Y.pestisCulture belongs to the species Y. pestis Проба №3Sample No. 3 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence 20,3320.33 20,5820.58 Культура относится к виду Y.pestisCulture belongs to the species Y. pestis Проба №4Sample No. 4 18,8818.88 20,1520.15 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Культура относится к виду Y.pestisCulture belongs to the species Y. pestis Проба №5Sample No. 5 22,2422.24 22,3222.32 19,3819.38 Культура относится к виду Y.pestisCulture belongs to the species Y. pestis

Таблица 8Table 8 Канал учета флуоресценцииFluorescence channel FAMFam JOEJoe ROXRox Результатыresults Генетический маркерGenetic marker hmsH (хромосомная область пигментации)hmsH (chromosomal pigmentation region) irp2 (хромосомная область пигментации)irp2 (chromosomal pigmentation region) lcrV (плазмида pCad)lcrV (plasmid pCad) ПробыSamples Значения порогового цикла (Ct)Threshold Cycle Values (Ct) Проба №2Sample No. 2 19,1919.19 20,3920.39 16,0416.04 Штамм Y.pestis вирулентныйStrain Y.pestis virulent Проба №3Sample No. 3 21,7921.79 23,1623.16 19,3619.36 Штамм Y.pestis вирулентныйStrain Y.pestis virulent Проба №4Sample No. 4 18,7118.71 19,3919.39 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Штамм Y.pestis авирулентныйStrain Y.pestis avirulent Проба №5Sample No. 5 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence 18,6418.64 Штамм Y.pestis авирулентныйStrain Y.pestis avirulent

Таблица 9Table 9 ПЦР-смесь №1PCR mixture No. 1 ПЦР-смесь №2PCR mixture No. 2 Результатыresults Канал учета флуоресценцииFluorescence channel FAMFam ROXRox ROXRox Генетический маркерGenetic marker pla (плазмида pPst)pla (plasmid pPst) caf1 (плазмида pFra)caf1 (plasmid pFra) lcrV (плазмида pCad)lcrV (plasmid pCad) ПробыSamples Значения порогового цикла (Ct)Threshold Cycle Values (Ct) Проба №2Sample No. 2 17,9417.94 15,0615.06 16,0416.04 Штамм Y.pestis содержит плазмиды pPst, pFra, pCadStrain Y. pestis contains plasmids pPst, pFra, pCad Проба №3Sample No. 3 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence 20,5820.58 19,3619.36 Штамм Y.pestis содержит плазмиды pFra, pCadStrain Y. pestis contains plasmids pFra, pCad Проба №4Sample No. 4 18,8818.88 Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Отсутствие флуоресценцииLack of fluorescence Штамм Y.pestis содержит плазмиду pPstStrain Y.pestis contains the plasmid pPst Проба №5Sample No. 5 22,2422.24 19,3819.38 18,6418.64 Штамм Y.pestis содержит плазмиды pPst, pFra, pCadStrain Y. pestis contains plasmids pPst, pFra, pCad

Таблица 10Table 10 ПробыSamples Штаммы, содержащиеся в пробахSample strains Определение вирулентности биологическим методомBiological determination of virulence Определение плазмид биохимическим методомDetermination of plasmids by biochemical method Плазмида pFraPlasmid pFra Плазмида pPstPlasmid pPst Плазмида pCadPlasmid pCad Проба №1Sample No. 1 Yersinia pseudotuberculosis 312 в концентрации 1×104 м.к./млYersinia pseudotuberculosis 312 at a concentration of 1 × 10 4 mk./ml н/дn / a -- -- -- Проба №2Sample No. 2 Yersinia pestis C-624 в концентрации 1×104 м.к./млYersinia pestis C-624 at a concentration of 1 × 10 4 m.k. / ml вирулентныйvirulent ++ ++ ++ Проба №3Sample No. 3 Yersinia pestis 6499 в концентрации 1×104 м.к./млYersinia pestis 6499 at a concentration of 1 × 104 m.k. / ml вирулентныйvirulent ++ -- ++ Проба №4Sample No. 4 Yersinia pestis 165 в концентрации 1×104 м.к./млYersinia pestis 165 at a concentration of 1 × 10 4 m.k. / ml авирулентныйavirulent -- ++ -- Проба №5Sample No. 5 Yersinia pestis EV НИИЭГ в концентрации 1×104 м.к./млYersinia pestis EV NIIEG at a concentration of 1 × 10 4 m.k. / ml авирулентныйavirulent ++ ++ ++

Claims (2)

1. Набор для ускоренной идентификации штаммов чумного микроба с одновременной дифференциацией вирулентных и авирулентных штаммов Y.pestis и определением их плазмидного профиля, включающий ПЦР-смесь N:1, содержащую праймеры SEQ ID N:7, 8, 10, 11, 13, 14 и зонды с различными флуоресцентными метками на 5′-конце и гасителями на 3′-конце: SEQ ID N:9 с меткой R6G и гасителем RTQ1, SEQ ID N:12 с меткой ROX и гасителем BHQ2, SEQ ID N:15 с меткой FAM и гасителем RTQ1, ПЦР-смесь N:2, содержащую праймеры SEQ ID N:16, 17, 19, 20, 22, 23 и зонды SEQ ID N:18 с меткой R6G и гасителем RTQ1, SEQ ID N:21 с меткой FAM и гасителем RTQ1, SEQ ID N:24 с меткой ROX и гасителем BHQ2 при соотношении праймеров и зондов в каждой смеси 2:1.1. A kit for accelerated identification of plague microbe strains with simultaneous differentiation of virulent and avirulent Y.pestis strains and determination of their plasmid profile, including N: 1 PCR mixture containing primers SEQ ID N: 7, 8, 10, 11, 13, 14 and probes with different fluorescent labels at the 5′-end and quenchers at the 3′-end: SEQ ID N: 9 labeled R6G and quencher RTQ1, SEQ ID N: 12 labeled ROX and quencher BHQ2, SEQ ID N: 15 tagged FAM and quencher RTQ1, PCR mixture N: 2 containing primers SEQ ID N: 16, 17, 19, 20, 22, 23 and probes SEQ ID N: 18 with the label R6G and quencher RTQ1, SEQ ID N: 21 with the label FAM and quencher RTQ1, SEQ ID N: 24 with a ROX label and a BHQ2 quencher with a primer / probe ratio of 2: 1 in each mixture. 2. Способ ускоренной идентификации штаммов чумного микроба с одновременной дифференциацией вирулентных и авирулентных штаммов Y.pestis и определением их плазмидного профиля, характеризующийся тем, что проводят в один этап мультиплексную ПЦР в двух пробирках с использованием набора по п.1, содержащего ПЦР-смесь N:1, включающую праймеры SEQ ID N:7, 8, 10, 11, 13, 14 и зонды SEQ ID N:9, 12, 15, и ПЦР-смесь N:2, включающую праймеры SEQ ID N:16, 17, 19, 20, 22, 23 и зонды SEQ ID N:18, 21, 24, к участкам генов 3а SEQ ID N:1 - 147 п.н., cafl SEQ ID N:2 - 138 п.н., pla SEQ ID N:3 - 127 п.н., irp2 SEQ ID N:4 - 107 п.н., hmsH SEQ ID N:5 - 127 п.н, IcrV SEQ ID N:6 - 114 п.н., обеспечивающих амплификацию фрагментов необходимого размера; отжиг праймеров производят при температуре 60°С - в течение 10 циклов, затем при температуре 56°С - в течение 35 циклов; идентифицируют Y.pestis при регистрации сигналов от меток всех зондов ПЦР-смеси N:1 или по сочетанию сигналов от SEQ ID N:9 и SEQ ID N:15, SEQ ID N:9 и SEQ ID N:12, или по сигналу от SEQ ID N:9; вирулентный штамм Y.pestis идентифицируют при регистрации флуоресцентных сигналов от меток всех зондов ПЦР-смеси N:2 или по сочетанию сигналов от SEQ ID N:18 и SEQ ID N:24; плазмидный профиль штамма Y.pestis определяют на основании регистрации флуоресцентного сигнала от метки зонда SEQ ID N:24 ПЦР-смеси N:2 при наличии плазмиды pCad, на основании регистрации флуоресцентного сигнала от метки зонда SEQ ID N:15 ПЦР-смеси N:1 при наличии плазмиды pPst, на основании регистрации флуоресцентного сигнала от метки зонда SEQ ID N:12 ПЦР-смеси N:1 при наличии плазмиды pFra. 2. The method of accelerated identification of strains of the plague microbe with the simultaneous differentiation of virulent and avirulent strains of Y. pestis and the determination of their plasmid profile, characterized in that they carry out multiplex PCR in two tubes in one step using the kit according to claim 1, containing N PCR mixture : 1, including primers SEQ ID N: 7, 8, 10, 11, 13, 14 and probes SEQ ID N: 9, 12, 15, and PCR mixture N: 2, including primers SEQ ID N: 16, 17, 19, 20, 22, 23 and probes SEQ ID N: 18, 21, 24, to gene regions 3a SEQ ID N: 1 - 147 bp, cafl SEQ ID N: 2 - 138 bp, pla SEQ ID N: 3 - 127 bp, irp2 SEQ ID N: 4 - 107 bp, hmsH SEQ ID N: 5 - 127 bp, IcrV SEQ ID N: 6 - 114 bp, providing amplification of fragments of the required size; primers are annealed at a temperature of 60 ° C for 10 cycles, then at a temperature of 56 ° C for 35 cycles; identify Y. pestis when registering signals from the labels of all probes of the PCR mixture N: 1 or by a combination of signals from SEQ ID N: 9 and SEQ ID N: 15, SEQ ID N: 9 and SEQ ID N: 12, or by the signal from SEQ ID N: 9; the virulent strain of Y. pestis is identified when registering fluorescent signals from the labels of all probes of the PCR mixture N: 2 or by a combination of signals from SEQ ID N: 18 and SEQ ID N: 24; the plasmid profile of the strain Y. pestis is determined based on the registration of the fluorescent signal from the probe label SEQ ID N: 24 PCR mixture N: 2 in the presence of plasmid pCad, based on the registration of the fluorescent signal from the probe label SEQ ID N: 15 PCR mixture N: 1 in the presence of plasmid pPst, based on the registration of the fluorescent signal from the probe label SEQ ID N: 12 PCR mixture N: 1 in the presence of plasmid pFra.
RU2011130134/10A 2011-07-19 2011-07-19 Set and method for accelerated plague microbe identification and simultaneous differentiation of virulent and avirulent strains of ypestis by plasmid profiling thereof RU2473701C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011130134/10A RU2473701C1 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Set and method for accelerated plague microbe identification and simultaneous differentiation of virulent and avirulent strains of ypestis by plasmid profiling thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011130134/10A RU2473701C1 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Set and method for accelerated plague microbe identification and simultaneous differentiation of virulent and avirulent strains of ypestis by plasmid profiling thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2473701C1 true RU2473701C1 (en) 2013-01-27

Family

ID=48806991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011130134/10A RU2473701C1 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Set and method for accelerated plague microbe identification and simultaneous differentiation of virulent and avirulent strains of ypestis by plasmid profiling thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2473701C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2288275C1 (en) * 2005-03-29 2006-11-27 Федеральное государственное учреждение здравоохранения "Российский научно-исследовательский противочумный институт "Микроб" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Method of assay of virulence loss by plague microorganism strain because of loss of pigmentation region
RU2332464C1 (en) * 2007-08-20 2008-08-27 Федеральное государственное учреждение здравоохранения "Российский научно-исследовательский противочумный институт "Микроб" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (РосНИПЧИ "Микроб") Method of plague and pseudotuberculosis microbe differentiation with parallel interspecies differentiation of plague microbe strains

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2288275C1 (en) * 2005-03-29 2006-11-27 Федеральное государственное учреждение здравоохранения "Российский научно-исследовательский противочумный институт "Микроб" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Method of assay of virulence loss by plague microorganism strain because of loss of pigmentation region
RU2332464C1 (en) * 2007-08-20 2008-08-27 Федеральное государственное учреждение здравоохранения "Российский научно-исследовательский противочумный институт "Микроб" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (РосНИПЧИ "Микроб") Method of plague and pseudotuberculosis microbe differentiation with parallel interspecies differentiation of plague microbe strains

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AMOAKO KK et al.: "Development of multitarget real-time PCR for the rapid, specific, and sensitive detection of Yersinia pestis in milk and ground beef, J Food Prot. 2010 Jan; 73(1):18-25. *
NILMA С. LEAL et al.: "Diagnosis of plague and identification of virulence markers in Yersinia pestis by multiplex-PCR", Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo vol.41 n.6 Sã o Paulo Nov./Dec. 1999. AMOAKO KK et al.: "Development of multitarget real-time PCR for the rapid, specific, and sensitive detection of Yersinia pestis in milk and ground beef, J Food Prot. 2010 Jan; 73(1):18-25. TSUKANO H et al.: "Detection and identification of Yersinia pestis by polymerase chain reaction (PCR) using multiplex primers, Microbiol Immunol", 1996; 40(10):773-5. QU S et al.: "Ambient stable quantitative PCR reagents for the detection of Yersinia pestis", PLoS Negl Trop Dis. 2010 Mar 9; 4(3):e629. *
NILMA С. LEAL et al.: "Diagnosis of plague and identification of virulence markers in Yersinia pestis by multiplex-PCR", Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo vol.41 n.6 Sã o Paulo Nov./Dec. 1999. *
QU S et al.: "Ambient stable quantitative PCR reagents for the detection of Yersinia pestis", PLoS Negl Trop Dis. 2010 Mar 9; 4(3):e629. *
TSUKANO H et al.: "Detection and identification of Yersinia pestis by polymerase chain reaction (PCR) using multiplex primers, Microbiol Immunol", 1996; 40(10):773-5. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112522429B (en) Method and reagent set for detecting bacillus anthracis by RPA (reverse transcriptase polymerase chain reaction) combined CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) technology
Bölske et al. Diagnosis of paratuberculosis by PCR.
JP5522820B2 (en) Method for detecting pathogens of strawberry important diseases and primers for detection
CN105734158A (en) Fluorescent PCR (polymerase chain reaction) detection kit for babesia caballi disease
RU2360972C1 (en) Method detection and evaluation of biotype, serogroup and toxigenicity of cholera agent and related kit
RU2612137C1 (en) Method for identification of tularemia pathogen subspecies francisella tularensis subsp tularensis, francisella tularensis subsp mediasiatica and francisella tularensis subsp holarctica
FI118690B (en) Diagnostic procedure and products useful therein
RU2435860C1 (en) FLUORESCENT-MARKED OLIGONUCLEOTIDE PROBE FOR IDENTIFICATION OF GLANDERS AND MELIOIDOSIS AGENTS Bpseudomallei AND Bmallei
KR20090100950A (en) Method for detection brucellosis using real time pcr
RU2621864C1 (en) Method for brucellosis pathogen species identification by pcr method with hybridization-fluorescent results accounting in real time
US20130157265A1 (en) Composition, method and kit for detecting bacteria by means of sequencing
RU2715333C1 (en) Kit of reagents for detection and identification of dna of brucellosis agents by real-time polymerase chain reaction om-screen-brucellosis-rv
CN106868113A (en) SNP marker and its application for identifying mycobacterium bovis
RU2551208C1 (en) SET OF OLIGONUCLEOTIDE PRIMERS AND FLUORESCENTLY LABELLED PROBE FOR IDENTIFICATION OF Burkholderia mallei AND ITS DIFFERENTIATION FROM Burkholderia pseudomallei
RU2550257C2 (en) METHOD OF DIFFERENTIATING TYPICAL AND ATYPICAL STRAINS Yersinia pestis OF MEDIEVAL BIOVAR BY PCR METHOD WITH HYBRIDISATION-FLUORESCENT RECORDING RESULTS
JP4806749B2 (en) Bordetella pertussis gene detection method using LAMP method and primer set used in this method
EP0739987A2 (en) Oligonucleotides for detecting Salmonella species and detection process using the same
RU2473701C1 (en) Set and method for accelerated plague microbe identification and simultaneous differentiation of virulent and avirulent strains of ypestis by plasmid profiling thereof
RU2542395C1 (en) Set of reagents and method for detecting dna of causative agents of plague, anthrax and tularemia by pcr method with hybridisation-fluorescent recording of results
Saytekin et al. Direct diagnosis of Brucella species through multiplex PCR formed by a new method
Chen et al. Development of a closed-tube isothermal multiple self-matching-initiated amplification assay for visual detection of Staphylococcus aureus in milk samples
RU2738358C1 (en) Set of oligonucleotide primers and fluorescent-labelled probes and method for detecting dna of agents of glanders and melioidosis by pcr method with product detection in real time
JP2007020423A (en) Nucleic acid fragment for detecting intestinal bacterial group
RU2806564C1 (en) Method for assessing intraspecific competition of toxigenic and non-toxigenic strains of vibrio cholerae o1 and o139 serogroups using real-time pcr
RU2802081C2 (en) Oligonucleotides for detection of 8 serotype of streptococcus pneumoniae

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160720