RU2575046C2 - METHOD OF MOLECULAR-GENE INTRAGROUP TYPING OF V. cholerae O1 AND O139 SEROGROUPS - Google Patents

METHOD OF MOLECULAR-GENE INTRAGROUP TYPING OF V. cholerae O1 AND O139 SEROGROUPS Download PDF

Info

Publication number
RU2575046C2
RU2575046C2 RU2014118295/10A RU2014118295A RU2575046C2 RU 2575046 C2 RU2575046 C2 RU 2575046C2 RU 2014118295/10 A RU2014118295/10 A RU 2014118295/10A RU 2014118295 A RU2014118295 A RU 2014118295A RU 2575046 C2 RU2575046 C2 RU 2575046C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gene
indel
primers
strains
genes
Prior art date
Application number
RU2014118295/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014118295A (en
Inventor
Алексей Сергеевич Водопьянов
Сергей Олегович Водопьянов
Игорь Павлович Олейников
Борис Николаевич Мишанькин
Original Assignee
Федеральное казенное учреждение здравоохранения "Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное казенное учреждение здравоохранения "Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека filed Critical Федеральное казенное учреждение здравоохранения "Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Priority to RU2014118295/10A priority Critical patent/RU2575046C2/en
Publication of RU2014118295A publication Critical patent/RU2014118295A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2575046C2 publication Critical patent/RU2575046C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: bioengineering.
SUBSTANCE: method of the molecular-gene intragroup typing of Vibrio cholerae O1 and O139 serogroups. The method includes the DNA extraction from the studied strain V. cholerae of serogroup O1 or O139, PCR setting with specific primers and accounting of the reaction by electrophoresis. The amplification of the studied DNA is performed by designed specific primers for each of six INDEL-genes, namely for genes ompU, 1606, eamA, 096, CoA and cheA, each of them having two discriminate alleles. The accounting of the typing results is performed as visual identification after electrophoresis, wherein for each studied strain the unique INDEL-gene type is determined by two or more of the INDEL-genes. By the comparison of the determined INDEL-gene types the total or different origin of the studied strains V.cholerae O1 and O139 serogroups is determined.
EFFECT: invention determines unique gene markers of the said strains, this can be used in the work of special institutions involved in cholera monitoring.
1 dwg, 4 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области медицинской микробиологии, а именно к лабораторной диагностике, и может быть использовано при молекулярно-генетическом внутривидовом типировании штаммов Vibrio cholerae O1 и O139 серогрупп.The invention relates to the field of medical microbiology, namely to laboratory diagnostics, and can be used for molecular genetic intraspecific typing of serogroup Vibrio cholerae O1 and O139 strains.

Среди множества лабораторных тестов, позволяющих определить происхождение штаммов возбудителя холеры, только методики молекулярного типирования позволяют определить уникальные генетические характеристики штаммов холерных вибрионов, что позволяет не только характеризовать циркулирующие штаммы возбудителя, но и устанавливать причину заболевания и идентифицировать источники заноса на основании полного совпадения генетических маркеров.Among the many laboratory tests that can determine the origin of strains of the cholera pathogen, only molecular typing techniques allow us to determine the unique genetic characteristics of cholera vibrio strains, which allows us not only to characterize the circulating strains of the pathogen, but also to determine the cause of the disease and identify the sources of skidding based on the complete coincidence of genetic markers.

Наибольшей информативностью обладает метод анализа вариабельных тандемных повторов - VNTR-анализ [1, 2], позволяющий определять уникальную аллельную формулу для каждой культуры и тем самым четко дифференцировать штаммы самых различных возбудителей.The most informative method is the analysis of variable tandem repeats - VNTR analysis [1, 2], which allows to determine a unique allelic formula for each culture and thereby clearly differentiate strains of the most diverse pathogens.

Сущность VNTR-анализа заключается в том, что проводят амплификацию ДНК исследуемого штамма с набором специфических праймеров к индивидуальному VNRT-локусу. Полученные специфические фрагменты исследуют различными методами с целью точного определения молекулярной массы амплифицированного фрагмента ДНК. В зависимости от установленной массы каждого фрагмента вычисляют число тандемных повторов для исследуемого локуса. Подобное исследование проводят для нескольких локусов. Сочетание чисел, характеризующих число повторов каждого из изученных локусов, составляет уникальную аллельную VNTR-формулу для анализируемого штамма холерного вибриона.The essence of the VNTR analysis is that the DNA of the studied strain is amplified with a set of specific primers for the individual VNRT locus. The obtained specific fragments are examined by various methods in order to accurately determine the molecular weight of the amplified DNA fragment. Depending on the established mass of each fragment, the number of tandem repeats for the studied locus is calculated. A similar study is carried out for several loci. The combination of numbers characterizing the number of repeats of each of the studied loci makes up a unique allelic VNTR formula for the analyzed strain of cholera vibrio.

Однако данный способ имеет ряд существенных недостатков. Индивидуальные амплифицированные VNTR-фрагменты обладают большой молекулярной массой, и соседние аллели отличаются весьма незначительно: обычно всего шесть нуклеотидов, что делает весьма затруднительным определение их истинного веса с точностью до нуклеотида. Для точного определения размера аллелей необходимы сложные и трудоемкие методики определения молекулярной массы амплифицированного фрагмента. However, this method has several significant disadvantages. Individual amplified VNTR fragments have a large molecular weight, and neighboring alleles differ very slightly: usually only six nucleotides, which makes it very difficult to determine their true weight accurate to the nucleotide. To accurately determine the size of the alleles, complex and laborious methods for determining the molecular weight of the amplified fragment are necessary.

В одном случае это может быть электрофорез в геле полиакриламда или агарозы с набором маркеров известного молекулярного веса [3]. Известно, что электрофоретическая подвижность молекул нуклеиновых кислот обратно пропорциональна логарифму молекулярной массы. Поэтому, точно измерив после электрофореза в геле длину пробега исследуемого фрагмента и стандартных фрагментов известной массы, можно точно определить молекулярную массу ДНК [4].In one case, it can be polyacrylamide or agarose gel electrophoresis with a set of markers of known molecular weight [3]. It is known that the electrophoretic mobility of nucleic acid molecules is inversely proportional to the logarithm of molecular weight. Therefore, by accurately measuring the mean free path of the studied fragment and standard fragments of known mass after gel electrophoresis, it is possible to accurately determine the molecular weight of DNA [4].

Известны исследования, которые показали наличие в генах различных живых организмов особых стабильно наследуемых генетических характеристик, заключающихся во вставках-делециях (insertions/deletions) коротких фрагментов ДНК, при этом такие гены обозначают как INDEL-гены [5]. Изучение полиморфизма INDEL-генов в настоящее время широко используется при молекулярном типировании [6].Studies are known that showed the presence of special stably inherited genetic characteristics in the genes of various living organisms consisting in insertions / deletions of short DNA fragments, while such genes are designated as INDEL genes [5]. The study of the polymorphism of INDEL genes is currently widely used in molecular typing [6].

За прототип выбран способ VNTR-анализа [7], который заключается в выделении ДНК из исследуемой культуры путем теплового лизиса, постановки ПЦР со специфическими праймерами, меченными флюоресцентными метками к VNTR-локусам, и учете полученных результатов, последний проводят путем электрофореза продуктов амплификации в секвенаторе ДНК ABI Prism 310 в присутствии флюоресцентно меченных маркеров MapMaker LOW (lot 030600; BioVentures, Inc).For the prototype, the VNTR analysis method [7] was selected, which consists in isolating DNA from the studied culture by thermal lysis, PCR with specific primers labeled with fluorescent labels to VNTR loci, and taking into account the results, the latter is carried out by electrophoresis of amplification products in a sequencer ABI Prism 310 DNA in the presence of fluorescently labeled MapMaker LOW markers (lot 030600; BioVentures, Inc).

Однако данный способ имеет ряд недостатков. Прежде всего для его осуществления необходим набор праймеров, меченных флюоресцентными метками. Это резко усложняет и удорожает процедуру синтеза праймеров. Для проведения исследования необходим сложный и дорогостоящий импортный ДНК секвенатор, а само проведение анализа требует использования дорогостоящих расходных материалов, которые поставляются производителем.However, this method has several disadvantages. First of all, for its implementation requires a set of primers labeled with fluorescent labels. This dramatically complicates and increases the cost of the synthesis of primers. The study requires a complex and expensive imported DNA sequencer, and the analysis itself requires the use of expensive supplies that are supplied by the manufacturer.

Кроме того, проведение реакции требует использования импортных дорогостоящих флюоресцентно меченных маркеров. Эти обстоятельства приводит к крайне высокой стоимости анализа и полной зависимости исследователя от поставок производителем расходных материалов из-за рубежа.In addition, the reaction requires the use of imported expensive fluorescently labeled markers. These circumstances lead to the extremely high cost of analysis and the complete dependence of the researcher on the supply of consumables by the manufacturer from abroad.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка нового невысокой себестоимости способа, позволяющего определить идентичность штаммов возбудителя холеры O1 и O139 серогрупп, выделенных в различных регионах, областях и странах путем поиска в геноме различных штаммов холерных вибрионов генов, имеющих у различных штаммов четко дискриминируемые INDEL-аллели.The technical task of the invention is to develop a new low cost method for determining the identity of strains of the cholera pathogen O1 and O139 serogroups isolated in different regions, regions and countries by searching the genome of various strains of cholera vibrios of genes that have clearly discriminated INDEL alleles in different strains.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе молекулярно-генетического внутривидового типирования V. cholerae O1 и O139 серогрупп, включающем выделение ДНК из исследуемого штамма V. cholerae серогруппы O1 или O139, постановку ПЦР со специфическими праймерами и учет реакции путем электрофореза, амплификацию исследуемой ДНК проводят сконструированными специфическими праймерами к каждому из шести INDEL-генов, имеющих по две дискриминируемых аллели, а именно:This object is achieved by the fact that in the known method of molecular genetic intraspecific typing of V. cholerae O1 and O139 serogroups, including the extraction of DNA from the studied strain of V. cholerae serogroup O1 or O139, PCR staging with specific primers and taking into account the reaction by electrophoresis, amplification of the studied DNA carried out with specific designed primers for each of the six INDEL genes having two discriminated alleles, namely:

с праймерами к гену ompU AACAAGACTCTGATTGCTCTTGC,with primers for the ompU gene AACAAGACTCTGATTGCTCTTGC,

CTTTCAGAGATAGGCGAGCTTC,CTTTCAGAGATAGGCGAGCTTC,

с длиной амплифицированного фрагмента 166 п. о. или 133 п.о.;with an amplified fragment length of 166 bp or 133 bp .;

с праймерами к гену 1606 ATGCCACACAAAACCTCAATCTA,with primers for the 1606 ATGCCACACAAAAACCTCAATCTA gene,

AATATCGCGTTCAGTGATGGTAG,AATATCGCGTTCAGTGATGGTAG,

с длиной амплифицированного фрагмента 206 п.о. или 194 п.о.;with an amplified fragment length of 206 bp or 194 bp .;

с праймерами к гену eamA TCAGCTTATCTCAGTGGTTATGGA,with primers for the eamA gene TCAGCTTATCTCAGTGGTTATGGA,

AGAGGCAGAATAATCATTCCAATC,AGAGGCAGAATAATCATTCCAATC,

с длиной амплифицированного фрагмента 217 п.о. или 133 п.о.;with an amplified fragment length of 217 bp or 133 bp .;

с праймерами к гену 096 CATGAATTAGGGCATAACTTTGG,with primers for the gene 096 CATGAATTAGGGCATAACTTTGG,

GCCCTTTAATCCCATAACCATAA,GCCCTTTAATCCCATAACCATAA,

с длиной амплифицированного фрагмента 130 п.о. или 112 п.о.;with an amplified fragment length of 130 bp or 112 bp .;

с праймерами к гену СоА CATCATTTACAGCATTGCCAGT,with primers for the CoA gene CATCATTTACAGCATTGCCAGT,

CTTCACCAATCGGCTTAATCG,CTTCACCAATCGGCTTAATCG,

с длиной амплифицированного фрагмента 98 п.о. или 83 п.о.;with an amplified fragment length of 98 bp or 83 bp .;

с праймерами к гену cheA ACTTCGCGAGATTCATCAGAA,with cheA gene primers ACTTCGCGAGATTCATCAGAA,

CTGTTTCTAGTGATGCGAAAGC,CTGTTTCTAGTGATGCGAAAGC,

с длиной амплифицированного фрагмента 193 п.о. или 169 п.о.,with an amplified fragment length of 193 bp or 169 bp,

при этом учет результатов типирования проводят как визуальную идентификацию после электрофореза, причем для каждого штамма устанавливают уникальный INDEL-генотип по двум или большему числу INDEL-генов, а путем сравнения выявленных INDEL-генотипов устанавливают общее или различное происхождение исследуемых штаммов V. cholerae O1 и O139 серогрупп.at the same time, typing results are taken into account as visual identification after electrophoresis, and for each strain a unique INDEL genotype is established for two or more INDEL genes, and by comparing the identified INDEL genotypes, the common or different origin of the studied V. cholerae O1 and O139 strains is established serogroups.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Перед постановкой способа молекулярно-генетического типирования выделяют ДНК исследуемой культуры. Для этого массу бактерий, сформировавших колонию или газон, стандартной бактериологической петлей (диаметром 2 мм) вносят в микропробирку Эппендорф объемом 1,5 мл, содержащую 200 мкл дистиллированной воды, после чего выделяют ДНК, как принято (Методические указания МУ 1.3.1791-9 «Организация работы при исследовании методом ПЦР материала, инфицированного микроорганизмами 1 и 2 группы патогенности. - М., 2003-38 с.).Before setting the method of molecular genetic typing, the DNA of the studied culture is isolated. For this, a mass of bacteria that formed a colony or lawn is introduced into a 1.5 ml Eppendorf microtube containing 200 μl of distilled water using a standard bacteriological loop (2 mm in diameter), after which DNA is isolated, as is customary (Guidelines MU 1.3.1791-9 "Organization of work during the PCR study of a material infected with microorganisms of pathogenicity group 1 and 2. - M., 2003-38 p.).

Следующим этапом способа является проведение ПЦР.The next step in the method is PCR.

В процессе компьютерного анализа нуклеотидных последовательностей Vibrio cholerae авторы идентифицировали ряд INDEL-генов, отличающихся по длине у штаммов холерного вибриона различного происхождения (см. таблицу 1). К варьирующим участкам указанных генов ompU, hutB, 1606, eamA, his, CoA были сконструированы специфические праймеры.In the process of computer analysis of the nucleotide sequences of Vibrio cholerae, the authors identified a number of INDEL genes that differ in length in strains of cholera vibrio of different origin (see table 1). Specific primers were designed for the varying regions of the indicated ompU, hutB, 1606, eamA, his, CoA genes.

Анализ коллекции штаммов холерного вибриона Ростовского противочумного института различного происхождения и степени вирулентности подтвердил существование полиморфизма длин указанных генов. Обнаружено существование всего двух четко дискриминируемых по электрофоретической подвижности аллелей (см. таблицу 1).An analysis of the collection of strains of cholera vibrio of the Rostov Anti-Plague Institute of various origin and degree of virulence confirmed the existence of polymorphism of the lengths of these genes. The existence of only two alleles clearly discriminated by electrophoretic mobility was found (see table 1).

Далее проводят амплификацию выделенной ДНК с сконструированными специфическими праймерами к генам ompU, 1606, eamA, 096, СоА и cheA.The amplified DNA is then amplified with specific designed primers for the ompU, 1606, eamA, 096, CoA, and cheA genes.

Условия проведения реакции амлификации.Amplification reaction conditions.

Амплификацию проводят по следующей схеме: денатурация при 95°C - 3 мин (1 цикл); затем 35 циклов: денатурация при 95°C - 20 с, отжиг при 63°C - 20 с, синтез при 72°C - 20 с; синтез при 72°C - 7 мин (1 цикл).Amplification is carried out according to the following scheme: denaturation at 95 ° C for 3 min (1 cycle); then 35 cycles: denaturation at 95 ° C for 20 s, annealing at 63 ° C for 20 s, synthesis at 72 ° C for 20 s; synthesis at 72 ° C - 7 min (1 cycle).

Инкубационную смесь объемом 25 мкл готовят из расчета: 1,5 мМ Mg-буфер, 0,2 мМ смеси дНТФ, 1,0 мкМ смеси праймеров (по 0,5 мкМ каждого праймера) 25 нг ДНК-матрицы, 0,25 ед. ДНК-полимеразы, оставшийся объем - вода. В качестве матрицы используют геномную ДНК (объемом 5 мкл), полученную из разных штаммов вибрионов.An incubation mixture with a volume of 25 μl was prepared from the calculation: 1.5 mM Mg-buffer, 0.2 mM dNTP mixture, 1.0 μM primer mixture (0.5 μM each primer) 25 ng DNA template, 0.25 units DNA polymerase; the remaining volume is water. As a matrix using genomic DNA (5 μl volume) obtained from different strains of vibrios.

Учет результатов амплификации проводят с помощью электрофореза в 2% агарозном или 10% полиакриламидном геле. Полученный типичный результат амплификации по шести локусам представлен на рисунке.The amplification results are taken into account by electrophoresis in 2% agarose or 10% polyacrylamide gel. The typical amplification result obtained at six loci is presented in the figure.

На рисунке показан эталонный маркер локусов отражающий результат электрофореза в 8% геле полиакриламида продуктов амплификации ДНК различных штаммов V. cholerae со специфическими праймерами к INDEL-генам. 1A - распределение аллелей по гену che, лунки 1, 3 аллель 193 п.о. обозначена как «верх»; 2, 4 аллель 169 п.о. обозначена как «низ». 1B - распределение аллелей по гену 1606 (1, 2 верхняя аллель 206 п.о., 3, 4 - нижняя аллель 194 п.о. 1C - распределение аллелей по гену 096 (1, 2 «верх» 130 п. о., 3, 4 - «низ» 112 п.о.), 1D - распределение аллелей по гену СоА (1, 3 аллель «низ» 83 п.о., 2 - аллель «верх» 98 п.о.). 1Е - распределение аллелей по гену ompU (1 - «низ» 133 п.о., 2 и 3 «верх» 166 п.о.). и 1F - распределение аллелей по гену eamA (1, 3 «верх» 217 п.о., 2 - «низ» 133 п.о.).The figure shows a reference marker of loci reflecting the result of electrophoresis in an 8% polyacrylamide gel of DNA amplification products of various V. cholerae strains with specific primers for INDEL genes. 1A — distribution of alleles for the che gene, wells 1, 3 allele 193 bp designated as “top”; 2, 4 allele 169 bp designated as “bottom”. 1B - distribution of alleles for the 1606 gene (1, 2 upper allele 206 bp, 3, 4 - lower allele 194 bp 1C - distribution of alleles for the 096 gene (1, 2 "top" 130 bp, 3, 4 - “bottom” 112 bp), 1D - distribution of alleles for the CoA gene (1, 3 allele “bottom” 83 bp, 2 - allele “top” 98 bp). 1E - the distribution of alleles for the ompU gene (1 - “bottom” 133 bp, 2 and 3 “top” 166 bp). and 1F - distribution of alleles for the eamA gene (1, 3 “top” 217 bp , 2 - “bottom” 133 bp).

Следовательно, на основании электрофореза продуктов амплификации в геле полиакриламида заявителем получен эталонный маркер локусов, сравнивая с которым проводят визуальную идентификацию аллелей INDEL-генов как «низ», или «верх» у изучаемых штаммов V. cholerae O1 и O139 серогрупп.Therefore, based on the electrophoresis of amplification products in a polyacrylamide gel, the applicant obtained a reference marker of loci by comparing with which visual identification of the alleles of INDEL genes is performed as “bottom” or “top” of the studied V. cholerae O1 and O139 serogroup strains.

Пример 1, подтверждающий внутривидовую дифференциацию штаммов Vibrio cholerae серовара O1, выделенных из объектов внешней среды, при анализе INDEL-геновExample 1, confirming the intraspecific differentiation of strains of Vibrio cholerae serovar O1 isolated from environmental objects in the analysis of INDEL genes

Предварительно выделяют ДНК исследуемых штаммов (МУ 1.3.1791-9) и далее проводят ПЦР с видоспецифическими олигонуклеотидными праймерами к генам ompU и cheA и проводят амплификацию по вышеуказанной схеме. Результат электрофоретического разделения фрагментов ДНК в 10% геле полиакриламида представлен в таблице 2.The DNA of the studied strains (MU 1.3.1791-9) is preliminarily isolated and then PCR is carried out with species-specific oligonucleotide primers for the ompU and cheA genes and amplification is performed according to the above scheme. The result of electrophoretic separation of DNA fragments in a 10% polyacrylamide gel is presented in table 2.

Из таблицы 2 видно, что, сравнивая с эталонным маркером 4 штаммов, выделенных в 2013 году, по двум локусам ompU и cheA, обнаружено три различных INDEL-генотипа. Так, штаммы 65 и 28 имеют идентичный генотип "ompU верх и cheA верх»; штамм 27 «ompU низ и cheA» верх, а штамм 43 «ompU верх и cheA низ». Выявленные различия в INDEL-генотипах позволяют заключить, что штаммы 65 и 28 имеют общее происхождение, а штаммы 27 и 43 отличаются по своему происхождению.Table 2 shows that, comparing with the reference marker of 4 strains isolated in 2013 at two loci ompU and cheA, three different INDEL genotypes were found. So, strains 65 and 28 have the identical genotype “ompU top and cheA top”; strain 27 “ompU bottom and cheA” top, and strain 43 “ompU top and cheA bottom.” The revealed differences in the INDEL genotypes suggest that strains 65 and 28 are of common origin, and strains 27 and 43 differ in origin.

Вывод. Для молекулярного типирования штаммов холерного вибриона, выделенных в РФ в 2013 году из объектов внешней среды, достаточно проведения амплификации всего по двум локусам ompU и cheA, которые визуально идентифицируют для каждого штамма.Output. For the molecular typing of cholera vibrio strains isolated in Russia in 2013 from environmental objects, amplification with only two loci ompU and cheA, which are visually identified for each strain, is sufficient.

Пример 2, подтверждающий внутривидовую дифференциацию штаммов Vibrio cholerae O1, выделенных в ходе эпидемических проявлений холеры при анализе INDEL-геновExample 2, confirming the intraspecific differentiation of strains of Vibrio cholerae O1 isolated during epidemic manifestations of cholera in the analysis of INDEL genes

Исследуют штаммы холерных вибрионов, выделенных в ходе эпидемической вспышки на территории СССР в 1973-1974 годах. Предварительно выделяют ДНК исследуемых штаммов, как описано выше, и далее проводят ПЦР по вышеуказанной схеме с видоспецифическими олигонуклеотидными праймерами к генам 1606, 096, ompU и СоА амплификацию. Результат электрофоретического разделения фрагментов ДНК в 10% геле полиакриламида представлен в таблице 3.The strains of cholera vibrios isolated during an epidemic outbreak in the USSR in 1973-1974 are investigated. The DNA of the studied strains is preliminarily isolated, as described above, and then PCR is carried out according to the above scheme with species-specific oligonucleotide primers for the 1606, 096, ompU and CoA amplification genes. The result of electrophoretic separation of DNA fragments in a 10% polyacrylamide gel is presented in table 3.

Сравнительный анализ с эталонным маркером пяти штаммов, выделенных в ходе эпидемической вспышки в 1973-1974 годах, по четырем локусам 1606,096, ompU и СоА показал, что каждый из изученных штаммов обладает уникальным INDEL-генотипом, что свидетельствует о различном происхождении каждого изученного штамма. На основании полученных результатов можно заключить, что в 1971-1974 годах на территории СССР имела место циркуляция штаммов холерного вибриона, имевших происхождение из разных источников.A comparative analysis with a reference marker of five strains isolated during an epidemic outbreak in 1973-1974 at four loci 1606,096, ompU and CoA showed that each of the studied strains has a unique INDEL genotype, which indicates the different origin of each studied strain . Based on the results obtained, it can be concluded that in 1971-1974, there was a circulation of cholera vibrio strains originating from different sources in the USSR.

Таким образом, для молекулярно-генетического типирования штаммов холерного вибриона, выделенных на территории СССР в ходе вспышки холеры в 1971-1973 годах, достаточно изучения всего четырех INDEL-генов.Thus, for the molecular genetic typing of cholera vibrio strains isolated in the USSR during the cholera outbreak in 1971-1973, it is sufficient to study only four INDEL genes.

Пример 3, подтверждающий видовую дифференциацию штаммов Vibrio cholerae серовара O139, выделенных от человека и из объектов внешней среды, при анализе INDEL-геновExample 3, confirming the species differentiation of strains of Vibrio cholerae of serovar O139 isolated from humans and from environmental objects in the analysis of INDEL genes

Предварительно выделяют ДНК исследуемых штаммов (МУ 1.3.1791-9) и далее проводят ПЦР с видоспецифическими олигонуклеотидными праймерами к генам eamA и cheA и проводят амплификацию по вышеуказанной схеме. Результат электрофоретического разделения фрагментов ДНК в 10% геле полиакриламида представлен в таблице 4.The DNA of the studied strains is preliminarily isolated (MU 1.3.1791-9) and then PCR is carried out with species-specific oligonucleotide primers for the eamA and cheA genes and amplification is performed according to the above scheme. The result of electrophoretic separation of DNA fragments in a 10% polyacrylamide gel is presented in table 4.

Из данных таблицы 4 делаем заключение, что при сравнительном анализе INDEL-генов eamA cheA у четырех Vibrio cholerae серовара O139, выделенных от человека и из объектов внешней среды, обнаружено, что токсигенные штаммы, выделенные от человека, по распределению аллелей INDEL-генов отличаются от нетоксигенных штаммов, выделенных из объектов окружающей среды. Так, нетоксигенные штаммы серовара O139 имеют генотип «eamА верх и cheA верх», а токсигенные «eamА низ и cheA низ». Следовательно, штаммы Vibrio cholerae серовара O139, выделенные от человека, имеют общее происхождение и отличаются от штаммы Vibrio cholerae серовара O139, выделенных из объектов внешней среды. Таким образом, на основании анализа всего двух INDEL-генов eamA и cheA можно проводить типирование штаммов Vibrio cholerae серовара O139.From the data in Table 4, we conclude that, in a comparative analysis of the eamA cheA INDEL INDEL genes in four Vibrio cholerae serovar O139 isolated from humans and from environmental objects, it was found that toxigenic strains isolated from humans differ in the distribution of INDEL alleles from non-toxigenic strains isolated from environmental objects. So, non-toxigenic strains of serovar O139 have the genotype “eamA top and cheA top”, and toxigenic strains “eamА bottom and cheA bottom”. Therefore, strains of Vibrio cholerae of serovar O139 isolated from humans have a common origin and differ from strains of Vibrio cholerae of serovar O139 isolated from environmental objects. Thus, based on the analysis of only two INDEL genes eamA and cheA, it is possible to type the strains of Vibrio cholerae of serovar O139.

Использование предлагаемого метода INDEL-типирования позволяет на основании изучения INDEL-генов ompU, 1606, eamA, 096, СоА и cheA выявлять уникальные генетические маркеры штаммов Vibrio cholerae сероваров O1 и O139.Using the proposed method of INDEL typing, based on the study of ompU, 1606, eamA, 096, CoA, and cheA INDEL genes, unique genetic markers of Vibrio cholerae strains of serovars O1 and O139 can be identified.

Новое тестирование и невысокая себестоимость дает возможность применения предлагаемого способа в практике работы специализированных учреждений, занимающихся мониторингом холеры.New testing and low cost makes it possible to apply the proposed method in the practice of specialized institutions involved in monitoring cholera.

Кроме того, на основании полученной информации об INDEL-генотипе можно создавать базы данных о штаммах холерного вибриона, циркулирующих в различных регионах мира, сравнивая данные с эталонным маркером осуществлять молекулярное типирование.In addition, based on the information obtained on the INDEL genotype, it is possible to create databases of cholera vibrio strains circulating in different regions of the world, comparing the data with a reference marker to carry out molecular typing.

Источники информацииInformation sources

1. Belkum van, A., S. Sherer, W. van Leeuwen Variable number of tandem repeats in clinical strains of Haemophilus influenzae // Infect. Immun. - 1997. - N. 65. - P. 5017-5027.1. Belkum van, A., S. Sherer, W. van Leeuwen Variable number of tandem repeats in clinical strains of Haemophilus influenzae // Infect. Immun. - 1997. - N. 65. - P. 5017-5027.

2. Jackson, P.J., E.A. Walthers, A.S. Kalif, K.L. Richmond et al. Characterization of the variable number of tandem repeats in vvrA from different Bacillus anthracis isolates. // Appl. Environ. Microbiol.. - 1997. - Vol. 63, N 4. - P. 1400-1405.2. Jackson, P.J., E.A. Walthers, A.S. Kalif, K.L. Richmond et al. Characterization of the variable number of tandem repeats in vvrA from different Bacillus anthracis isolates. // Appl. Environ. Microbiol .. - 1997 .-- Vol. 63, N 4. - P. 1400-1405.

3. Водопьянов C.O., Гончаров E.K., Дуванова O.B., Мишанькин М.Б., Сучков И.Ю., Олейников И.П., Водопьянов А.С., Шишияну М.В., Щербакова Е.В., Корниенко И.В., Мишанькин Б.Н..Вариабельный тандемный повтор VcA Vibrio cholerae. // Молекулярная биология, 2002, том 36, №6, С. 1074-1079.3. Vodopyanov CO, Goncharov EK, Duvanova OB, Mishankin MB, Suchkov I.Yu., Oleinikov IP, Vodopyanov AS, Shishiyanu MV, Shcherbakova EV, Kornienko I. V., Mishankin B.N. Variable tandem repeat VcA Vibrio cholerae. // Molecular Biology, 2002, Volume 36, No. 6, S. 1074-1079.

4. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование: Пер с англ. / Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. - М.: Мир, 1984. - 480 с., ил. (157-185.)4. Methods of genetic engineering. Molecular Cloning: Per. / Maniatis T., Fritsch E., Sambrook J. - M .: Mir, 1984. - 480 p., Ill. (157-185.)

5. Larsson P., Svensson K., Karlsson L., Guala D., Granberg M., Forsman M., and Johansson A. Canonical insertion-deletion markers for rapid DNA typing of Francisella tularensis.// Emerging Infectious Diseases 2007. Vol. 13, No. 11, P. 1725-1732.5. Larsson P., Svensson K., Karlsson L., Guala D., Granberg M., Forsman M., and Johansson A. Canonical insertion-deletion markers for rapid DNA typing of Francisella tularensis.// Emerging Infectious Diseases 2007. Vol. 13, No. 11, P. 1725-1732.

6. Natsoulis G., Zhang N., Welch K., Bell J., and Hanlee P.J. Identification of insertion deletion mutations from deep targeted resequencing.// J Data Mining Genomics Proteomics.; 4(3). doi: 10.4172/2153-0602.1000132.6. Natsoulis G., Zhang N., Welch K., Bell J., and Hanlee P.J. Identification of insertion deletion mutations from deep targeted resequencing.// J Data Mining Genomics Proteomics .; 4 (3). doi: 10.4172 / 2153-0602.1000132.

7. Danin-Poleg, Y., Cohen, H. Gancz, Y.Y. Broza, H. Goldshmidt, E. Malul, L. Valinsky, L. Lerner, M. Broza, Y. Kashi Vibrio cholerae strain typing and phylogeny study based on simple sequence repeats // J. Clin. Microbiol. - 2007. - Vol. 45. - P. 736-746.7. Danin-Poleg, Y., Cohen, H. Gancz, Y.Y. Broza, H. Goldshmidt, E. Malul, L. Valinsky, L. Lerner, M. Broza, Y. Kashi Vibrio cholerae strain typing and phylogeny study based on simple sequence repeats // J. Clin. Microbiol. - 2007. - Vol. 45. - P. 736-746.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Claims (1)

Способ молекулярно-генетического внутривидового типирования V. cholerae O1 и O139 серогрупп, включающий выделение ДНК из исследуемого штамма V. cholerae серогруппы O1 или O139, постановку ПЦР со специфическими праймерами и учет реакции путем электрофореза, отличающийся тем, что амплификацию исследуемой ДНК проводят сконструированными специфическими праймерами к каждому из шести INDEL-генов, имеющих по две дискриминируемых аллели, а именно:
с праймерами к гену ompU AACAAGACTCTGATTGCTCTTGC,
CTTTCAGAGATAGGCGAGCTTC,
с длиной амплифицированного фрагмента 166 п.о. или 133 п.о.;
с праймерами к гену 1606 ATGCCACACAAAACCTCAATCTA,
AATATCGCGTTCAGTGATGGTAG,
с длиной амплифицированного фрагмента 206 п.о. или 194 п.о.;
с праймерами к гену eamA TCAGCTTATCTCAGTGGTTATGGA,
AGAGGCAGAATAATCATTCCAATC,
с длиной амплифицированного фрагмента 217 п.о. или 133 п.о.;
с праймерами к гену 096 CATGAATTAGGGCATAACTTTGG,
GCCCTTTAATCCCATAACCATAA,
с длиной амплифицированного фрагмента 130 п.о. или 112 п.о.;
с праймерами к гену СоА CATCATTTACAGCATTGCCAGT,
CTTCACCAATCGGCTTAATCG,
с длиной амплифицированного фрагмента 98 п.о. или 83 п.о.;
с праймерами к гену cheA ACTTCGCGAGATTCATCAGAA,
CTGTTTCTAGTGATGCGAAAGC,
с длиной амплифицированного фрагмента 193 п.о. или 169 п.о.,
при этом учет результатов типирования проводят как визуальную идентификацию после электрофореза, причем для каждого штамма устанавливают уникальный INDEL-генотип по двум или большему числу INDEL-генов, а путем сравнения выявленных INDEL-генотипов устанавливают общее или различное происхождение исследуемых штаммов V. cholerae O1 и O139 серогрупп.
The method of molecular genetic intraspecific typing of V. cholerae O1 and O139 serogroups, including the isolation of DNA from the studied strain of V. cholerae serogroup O1 or O139, PCR with specific primers and reaction by electrophoresis, characterized in that the studied DNA is amplified by specific specific primers to each of the six INDEL genes having two discriminated alleles, namely:
with primers for the ompU gene AACAAGACTCTGATTGCTCTTGC,
CTTTCAGAGATAGGCGAGCTTC,
with an amplified fragment length of 166 bp or 133 bp .;
with primers for the 1606 ATGCCACACAAAAACCTCAATCTA gene,
AATATCGCGTTCAGTGATGGTAG,
with an amplified fragment length of 206 bp or 194 bp .;
with primers for the eamA gene TCAGCTTATCTCAGTGGTTATGGA,
AGAGGCAGAATAATCATTCCAATC,
with an amplified fragment length of 217 bp or 133 bp .;
with primers for the gene 096 CATGAATTAGGGCATAACTTTGG,
GCCCTTTAATCCCATAACCATAA,
with an amplified fragment length of 130 bp or 112 bp .;
with primers for the CoA gene CATCATTTACAGCATTGCCAGT,
CTTCACCAATCGGCTTAATCG,
with an amplified fragment length of 98 bp or 83 bp .;
with cheA gene primers ACTTCGCGAGATTCATCAGAA,
CTGTTTCTAGTGATGCGAAAGC,
with an amplified fragment length of 193 bp or 169 bp,
at the same time, typing results are taken into account as visual identification after electrophoresis, and for each strain a unique INDEL genotype is established for two or more INDEL genes, and by comparing the identified INDEL genotypes, the common or different origin of the studied V. cholerae O1 and O139 strains is established serogroups.
RU2014118295/10A 2014-05-06 METHOD OF MOLECULAR-GENE INTRAGROUP TYPING OF V. cholerae O1 AND O139 SEROGROUPS RU2575046C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014118295/10A RU2575046C2 (en) 2014-05-06 METHOD OF MOLECULAR-GENE INTRAGROUP TYPING OF V. cholerae O1 AND O139 SEROGROUPS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014118295/10A RU2575046C2 (en) 2014-05-06 METHOD OF MOLECULAR-GENE INTRAGROUP TYPING OF V. cholerae O1 AND O139 SEROGROUPS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014118295A RU2014118295A (en) 2015-11-20
RU2575046C2 true RU2575046C2 (en) 2016-02-10

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2783023C1 (en) * 2021-12-14 2022-11-08 Федеральное казенное учреждение здравоохранения "Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Method for detecting the csh 1 cold shock gene in vibrio cholerae strains using real-time pcr

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2458141C1 (en) * 2011-03-14 2012-08-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Method for identifying toxigenic v cholerae o1 strains, determining its biovar and differentiating biovar eltor strains by typical and changed by multiplex polymerase chain reaction, and test system for implementation thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2458141C1 (en) * 2011-03-14 2012-08-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Method for identifying toxigenic v cholerae o1 strains, determining its biovar and differentiating biovar eltor strains by typical and changed by multiplex polymerase chain reaction, and test system for implementation thereof

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YEAL DANIN-POLEG et al., Vibrio cholerae strain typing and phylogeny study based on simple sequence repeats, Journal of Clinical Microbiology, 2007, vol.45 no.3, pp.736-746. I. G. RIVERA et al., Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus Sequences and the PCR To Generate Fingerprints of Genomic DNAs from Vibrio cholerae O1, O139, and Non-O1 Strains, APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY, 1995, Vol.61, No.8, pp.2898-2904. *
А.С. ВОДОПЬЯНОВ и др., Вариабельные тандемные повторы, выявленные при компьютерном анализе генома Vibrio cholerae, Биотехнология, 2001, N6, стр.85-88. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2783023C1 (en) * 2021-12-14 2022-11-08 Федеральное казенное учреждение здравоохранения "Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Method for detecting the csh 1 cold shock gene in vibrio cholerae strains using real-time pcr

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jagielski et al. Current methods in the molecular typing of Mycobacterium tuberculosis and other mycobacteria
US20100311041A1 (en) Pcr diagnostics of dermatophytes and other pathogenic fungi
Nasr Esfahani et al. Rapid and accurate identification of Mycobacterium tuberculosis complex and common non-tuberculous mycobacteria by multiplex real-time PCR targeting different housekeeping genes
Abastabar et al. Restriction analysis of β‐tubulin gene for differentiation of the common pathogenic dermatophytes
Derzelle et al. Use of high-resolution melting and melting temperature-shift assays for specific detection and identification of Bacillus anthracis based on single nucleotide discrimination
Calleros et al. Assessing the intra-species genetic variability in the clonal pathogen Campylobacter fetus: CRISPRs are highly polymorphic DNA markers
La Scola et al. Rapid comparative genomic analysis for clinical microbiology: the Francisella tularensis paradigm
CN104508142A (en) Ion torrent genomic sequencing
Gand et al. Development of a real-time PCR method for the genoserotyping of Salmonella Paratyphi B variant Java
Marsh et al. Deletion of an mmpL gene and multiple associated genes from the genome of the S strain of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis identified by representational difference analysis and in silico analysis
RU2471872C1 (en) Method for differentiating yersinia pestis strains of various subspecies and biovars by polymerase chain reaction and multilocus sequence typing
Couzinet et al. High-density DNA probe arrays for identification of staphylococci to the species level
Grandjean Lapierre et al. rpoB targeted loop-mediated isothermal amplification (LAMP) assay for consensus detection of mycobacteria associated with pulmonary infections
RU2575046C2 (en) METHOD OF MOLECULAR-GENE INTRAGROUP TYPING OF V. cholerae O1 AND O139 SEROGROUPS
RU2736649C1 (en) Method for genetic differentiation of yersinia pseudotuberculosis strains by molecular-genetic typing
ES2719122T3 (en) Multi-copy reference test
KR102494612B1 (en) Improved Tm mapping method
RU2455364C2 (en) Method of identifying mycobacteria by polymerase chain reaction
Verma et al. Comparative evaluation of pncA gene, IS6110 and 12.7-Kb fragment based PCR assays for simultaneous detection of Mycobacterium tuberculosis complex (M. tuberculosis and M. bovis) in cultured strains and clinical specimens
Sajduda et al. hsp65 PCR-restriction analysis (PRA) with capillary electrophoresis in comparison to three other methods for identification of Mycobacterium species
RU2478717C1 (en) Method for differentiation of tularemia microbial subspecies
RU2552611C2 (en) Method of subspecies differentiation of plague agent strains using polymerase chain reaction method
RU2709174C1 (en) Method for differentiating legionella pneumophila strains by molecular-genetic typing
RU2767371C1 (en) Method for differentiation of yersinia pestis strains by molecular genetic typing using is elements as genetic markers
RU2792156C1 (en) Method for molecular typing for typical (o1) and atypical (ro) non-toxigenic v. cholerae el tor strains using real-time pcr