RU2728317C1 - Method for eliminating false-positive results caused by contamination of dna polymerase with foreign dna fragments, with identification of blatem genes - Google Patents

Method for eliminating false-positive results caused by contamination of dna polymerase with foreign dna fragments, with identification of blatem genes Download PDF

Info

Publication number
RU2728317C1
RU2728317C1 RU2019125172A RU2019125172A RU2728317C1 RU 2728317 C1 RU2728317 C1 RU 2728317C1 RU 2019125172 A RU2019125172 A RU 2019125172A RU 2019125172 A RU2019125172 A RU 2019125172A RU 2728317 C1 RU2728317 C1 RU 2728317C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blatem
seq
polymerase
dna
amplification
Prior art date
Application number
RU2019125172A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Михайлович Михайлович
Рустам Нураддин оглы Гейдаров
Ярослав Константинович Масалов
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Молекулярной Биологии Им. В.А. Энгельгардта Российской Академии Наук (Имб Ран)
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 Бюджетное Учреждение Науки Институт Молекулярной Биологии Им. В.А. Энгельгардта Российской Академии Наук (Имб Ран) filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Молекулярной Биологии Им. В.А. Энгельгардта Российской Академии Наук (Имб Ран)
Priority to RU2019125172A priority Critical patent/RU2728317C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2728317C1 publication Critical patent/RU2728317C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to molecular biology, microbiology and medicine. Invention includes a set of original oligonucleotide primers for method implementation, as well as an algorithm for selecting primers which are non-specific to the detected DNA fragments and capable of amplifying another fragment of the blaTEM gene in the analysed sample.
EFFECT: invention provides a method for eliminating false-positive results caused by contamination of DNA polymerases when detecting blaTEM genes of resistance to β-lactam antibiotics.
2 cl, 2 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates

Изобретение относится к молекулярной биологии, микробиологии и медицине и обеспечивает способ устранения ложноположительных результатов, вызванных контаминацией ДНК-полимераз чужеродной ДНК, при детекции генов blaTEM, ответственных за устойчивость к β-лактамным антибиотикам.The invention relates to molecular biology, microbiology and medicine and provides a method for eliminating false positive results caused by contamination of DNA polymerases with foreign DNA, when detecting blaTEM genes responsible for resistance to β-lactam antibiotics.

Уровень техникиState of the art

Повсеместное распространение методов детекции, основанных на технологии амплификации нуклеиновых кислот, обусловлено их высокой чувствительностью и высокой скоростью определения по сравнению с большинством традиционных методов. Наиболее часто применяемым методом амплификации специфичных последовательностей ДНК является полимеразная цепная реакция (ПЦР). ПЦР широко используется в молекулярной биологии, вирусологии, медицине и микробиологии, в том числе для идентификации мутаций, клонирования, секвенирования и экспрессионного анализа. Лабораторная диагностика возбудителей инфекционных заболеваний является одной из главных областей, использующих высокоточные методы, основанные на ПЦР-амплификации.The ubiquity of detection methods based on the technology of amplification of nucleic acids is due to their high sensitivity and high detection rate compared to most traditional methods. The most commonly used method for amplifying specific DNA sequences is polymerase chain reaction (PCR). PCR is widely used in molecular biology, virology, medicine, and microbiology, including for mutation identification, cloning, sequencing, and expression analysis. Laboratory diagnostics of pathogens of infectious diseases is one of the main areas using high-precision methods based on PCR amplification.

За более чем 30-летнее время использования методов, основанных на ПЦР, в научных исследованиях и медицинской лабораторной диагностике были накоплены множественные факты контаминации реагентов для ПЦР, расходных материалов и реактивов, используемых для сопутствующих молекулярно-биологических исследований чужеродной бактериальной ДНК (Rand K.Н., Houck Н. Taq polymerase contains bacterial DNA of unknown origin. Mol Cell Probes. 1990, v. 4 (6), p. 445-50; Carroll N.M., Adamson P., Okhravi N. Elimination of bacterial DNA from Taq DNA polymerases by restriction endonuclease digestion. J Clin Microbiol. 1999, v. 37 (10), p. 3402-3404.; Corless C.E., Guiver M., Borrow R., et al. Contamination and sensitivity issues with a real-time universal 16S rRNA PCR. J Clin Microbiol. 2000, v. 38 (5), p. 1747-1752.; Zhang Т., Fang H.H. Applications of real-time polymerase chain reaction for quantification of microorganisms in environmental samples. Appl Microbiol Biotechnol. 2006, v. 70 (3), p. 281-289). Фермент Taq ДНК-полимераза (один из ключевых реагентов при проведении ПЦР) является наиболее уязвимым к контаминации фрагментами чужеродной ДНК, источником которых являются плазмидная и геномная ДНК бактериальных клеток, на основе которых осуществляется биоинженерное производство данного фермента (Nogami Т., Onto Т., Kawaguchi О., et al. Estimation of bacterial contamination in ultrapure water: application of the anti-DNA antibody. Anal Chem. 1998, v. 70 (24), p. 5296-5301; Kulakov L.A., McAlister M.B., Ogden K.L., et al. Analysis of bacteria contaminating ultrapure water in industrial systems. Appl Environ Microbiol. 2002, v. 68 (4), p. 1548-1555). Для селективного отбора при получении рекомбинантной ДНК-полимеразы в клетках Escherichia coli чаще всего используются векторные последовательности, содержащие гены антибиотикорезистентности (Joseph S., David W.R. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press, 3rd Edition. 2001, ISBN 0879695773). Очистка от контаминирующих последовательностей ДНК является трудоемким и дорогим процессом, при этом, добиться полной очистки на практике не представляется возможным. Даже, так называемые, свободные от ДНК коммерчески доступные реагенты высокой степени очистки («DNA-free» reagents) сопровождаются документированным интервалом копийности молекулами контаминирующей ДНК, который может быть детектирован при проведении ПЦР (Humphrey В., McLeod N., Turner С, et al. Removal of Contaminant DNA by Combined UV-EMA Treatment Allows Low Copy Number Detection of Clinically Relevant Bacteria Using Pan-Bacterial Real-Time PCR. PLoS One. 2015, v. 10 (7), p.e0132954).Over more than 30 years of using PCR-based methods in scientific research and medical laboratory diagnostics, numerous facts of contamination of PCR reagents, consumables and reagents used for concomitant molecular biological studies of foreign bacterial DNA have been accumulated (Rand K.H. ., Houck H. Taq polymerase contains bacterial DNA of unknown origin Mol Cell Probes. 1990, v. 4 (6), p. 445-50; Carroll NM, Adamson P., Okhravi N. Elimination of bacterial DNA from Taq DNA polymerases by restriction endonuclease digestion. J Clin Microbiol. 1999, v. 37 (10), p. 3402-3404; Corless CE, Guiver M, Borrow R, et al. Contamination and sensitivity issues with a real-time universal 16S rRNA PCR. J Clin Microbiol. 2000, v. 38 (5), pp. 1747-1752; Zhang T., Fang HH Applications of real-time polymerase chain reaction for quantification of microorganisms in environmental samples. Appl Microbiol Biotechnol. 2006, v. 70 (3), pp. 281-289). The Taq DNA polymerase enzyme (one of the key reagents for PCR) is the most vulnerable to contamination with fragments of foreign DNA, the source of which is the plasmid and genomic DNA of bacterial cells, on the basis of which the bioengineered production of this enzyme is carried out (Nogami T., Onto T., Kawaguchi O., et al. Estimation of bacterial contamination in ultrapure water: application of the anti-DNA antibody. Anal Chem. 1998, v. 70 (24), p. 5296-5301; Kulakov LA, McAlister MB, Ogden KL, et al. Analysis of bacteria contaminating ultrapure water in industrial systems. Appl Environ Microbiol. 2002, v. 68 (4), pp. 1548-1555). For selective selection in the production of recombinant DNA polymerase in Escherichia coli cells, vector sequences containing antibiotic resistance genes are most often used (Joseph S., David WR Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press, 3rd Edition. 2001, ISBN 0879695773) ... Purification from contaminating DNA sequences is a laborious and expensive process, and it is not possible to achieve complete purification in practice. Even the so-called DNA-free commercially available highly purified reagents ("DNA-free" reagents) are accompanied by a documented copy number of contaminating DNA molecules that can be detected by PCR (Humphrey B., McLeod N., Turner C, et al. Removal of Contaminant DNA by Combined UV-EMA Treatment Allows Low Copy Number Detection of Clinically Relevant Bacteria Using Pan-Bacterial Real-Time PCR.PLoS One. 2015, v. 10 (7), p.e0132954).

Наличие в ПЦР-смеси Taq ДНК-полимеразы, содержащей фрагменты генов антибиотикорезистентности, может приводить к появлению ложноположительных результатов, драматически снижающих специфичность применяемых методов детекции и диагностики.The presence of DNA polymerase containing fragments of antibiotic resistance genes in a Taq PCR mixture can lead to false positive results, dramatically reducing the specificity of the used detection and diagnostic methods.

Известные к настоящему времени методы устранения последствий контаминации ДНК-полимераз фрагментами геномной и плазмидной чужеродной бактериальной ДНК направлены непосредственно на контаминирущюю ДНК с целью ее модификации, расщепления и последующей элиминации из коммерческого раствора фермента. Эти методы подразделяются на физические, химические, энзиматические, а также различные комбинации этих методов.The methods known to date to eliminate the consequences of DNA polymerase contamination with fragments of genomic and plasmid foreign bacterial DNA are directed directly at the contaminating DNA with the aim of modifying, cleaving and subsequent elimination from a commercial enzyme solution. These methods are classified into physical, chemical, enzymatic, and various combinations of these methods.

Физические методы основаны на инактивации контаминирующей ДНК путем воздействия УФ-облучения, обработки гамма-излучением или ультрафильтрации. К химическим методам относят обработку химическими реактивами, расщепляющими или инактивирующими контаминирующую ДНК. В энзиматических методах расщепление содержащейся чужеродной ДНК осуществляют ферментами.Physical methods are based on the inactivation of contaminated DNA by exposure to UV radiation, gamma radiation treatment, or ultrafiltration. Chemical methods include treatment with chemical reagents that cleave or inactivate contaminating DNA. In enzymatic methods, the digestion of the foreign DNA contained is carried out by enzymes.

Ниже приводятся основные недостатки этих методов:The following are the main disadvantages of these methods:

1) Физический метод инактивации, основанный на облучении УФ-излучением (Ou C.Y., Moore J.L., Schochetman G. Use of UV irradiation to reduce false positivity in polymerase chain reaction. Biotechniques. 1991, v. 10 (4), p. 442-446), имеет следующие недостатки: малая глубина эффективного воздействия в растворе, экранирование излучения различными видами лабораторного пластика и стекла, необходимость в дополнительном оборудовании и стандартизации его характеристик, потеря активности реагентов белковой природы вследствие ионизации среды хранения;1) Physical method of inactivation based on UV irradiation (Ou CY, Moore JL, Schochetman G. Use of UV irradiation to reduce false positivity in polymerase chain reaction. Biotechniques. 1991, v. 10 (4), p. 442- 446), has the following disadvantages: small depth of effective action in solution, shielding of radiation by various types of laboratory plastic and glass, the need for additional equipment and standardization of its characteristics, loss of activity of protein reagents due to ionization of the storage medium;

2) Физический метод инактивации, основанный на облучении гамма-излучением (Deragon J.M., Sinnett D., Mitchell G., et al. Use of gamma irradiation to eliminate DNA contamination for PCR. Nucleic Acids Res. 1990, v. 18 (20), p. 6149.), имеет следующие недостатки: большая проникающая способность излучения требует мер по экранированию во избежание вреда здоровью, необходимость в дополнительном дорогостоящем оборудовании и стандартизации его характеристик, потеря активности реагентов белковой природы вследствие ионизации среды хранения;2) Physical method of inactivation based on gamma irradiation (Deragon JM, Sinnett D., Mitchell G., et al. Use of gamma irradiation to eliminate DNA contamination for PCR. Nucleic Acids Res. 1990, v. 18 (20) , p. 6149.), has the following disadvantages: high penetrating ability of radiation requires shielding measures to avoid harm to health, the need for additional expensive equipment and standardization of its characteristics, loss of activity of protein reagents due to ionization of the storage medium;

3) Физический метод ультрафильтрации (Mohammadi Т., Reesink H.W., Vandenbroucke-Grauls С.М., Savelkoul Р.Н. Optimization of real-time PCR assay for rapid and sensitive detection of eubacterial 16S ribosomal DNA in platelet concentrates. J Clin Microbiol. 2003, v. 41 (10), p. 4796-4798) имеет следующие недостатки: необходимость в дополнительном оборудовании, неизбежные потери очищаемого фермента в процессе концентрации;3) Physical method of ultrafiltration (Mohammadi T., Reesink HW, Vandenbroucke-Grauls S.M., Savelkoul R.N. Optimization of real-time PCR assay for rapid and sensitive detection of eubacterial 16S ribosomal DNA in platelet concentrates. J Clin Microbiol . 2003, v. 41 (10), p. 4796-4798) has the following disadvantages: the need for additional equipment, the inevitable loss of the purified enzyme during the concentration;

4) Химический метод, основанный на обработке гидрохлоридом гидроксиламина (Aslanzadeh J. Application of hydroxylamine hydrochloride for post-PCR sterilization. Mol Cell Probes. 1993, v. 7 (2), p. 145-150), имеет следующие недостатки: необходимость в деактивации гидроксиламина, токсичность вещества, невозможность использования обработанных реагентов без деактивации для последующих ПЦР;4) The chemical method based on the treatment with hydroxylamine hydrochloride (Aslanzadeh J. Application of hydroxylamine hydrochloride for post-PCR sterilization. Mol Cell Probes. 1993, v. 7 (2), p. 145-150), has the following disadvantages: the need for deactivation of hydroxylamine, toxicity of the substance, inability to use the treated reagents without deactivation for subsequent PCR;

5) Химический метод, основанный на обработке моноазидом этидия (Rueckert А., Morgan H.W. Removal of contaminating DNA from polymerase chain reaction using ethidium monoazide. J Microbiol Methods. 2007, v. 68 (3), p. 596-600) имеет следующие недостатки: необходимость в деактивации моноазида этидия, токсичность, невозможность использования обработанных реагентов без деактивации для последующих ПЦР;5) The chemical method based on the treatment with ethidium monoazide (Rueckert A., Morgan HW Removal of contaminating DNA from polymerase chain reaction using ethidium monoazide. J Microbiol Methods. 2007, v. 68 (3), p. 596-600) has the following disadvantages: the need to deactivate ethidium monoazide, toxicity, the impossibility of using treated reagents without deactivation for subsequent PCR;

6) Энзиматический метод, основанный на обработке эндонуклеазами рестрикции (Carroll N.M., Adamson P., Okhravi N. Elimination of bacterial DNA from Taq DNA polymerases by restriction endonuclease digestion. J Clin Microbiol. 1999, v. 37 (10), p. 3402-3404) имеет следующие недостатки: необходимость наличия достаточного количества сайтов рестрикции в последовательности контаминирующей ДНК и, как следствие, возможность формирования детектируемых продуктов, дающих ложноположительные результаты, необходимость в термической инактивации, риск расщепления продуктов амплификации при неполной деактивации эндонуклеазы рестрикции;6) Enzymatic method based on restriction endonuclease digestion (Carroll NM, Adamson P., Okhravi N. Elimination of bacterial DNA from Taq DNA polymerases by restriction endonuclease digestion. J Clin Microbiol. 1999, v. 37 (10), p. 3402 -3404) has the following disadvantages: the need for a sufficient number of restriction sites in the sequence of the contaminating DNA and, as a consequence, the possibility of the formation of detectable products giving false positive results, the need for thermal inactivation, the risk of cleavage of the amplification products with incomplete deactivation of the restriction endonuclease;

7) Энзиматический метод, основанный на обработке ДНКазой I (Rochelle Р.А., Weightman A.J., Fry J.С. DNase I treatment of Taq DNA polymerase for complete PCR decontamination. Biotechniques. 1992, v. 13 (4), p. 520) имеет следующие недостатки: необходимость в термической инактивации, риск расщепления продуктов амплификации при неполной деактивации ДНКазы I;7) Enzymatic method based on treatment with DNase I (Rochelle P.A., Weightman AJ, Fry J.C. DNase I treatment of Taq DNA polymerase for complete PCR decontamination. Biotechniques. 1992, v. 13 (4), p. 520) has the following disadvantages: the need for thermal inactivation, the risk of cleavage of the amplification products with incomplete deactivation of DNase I;

8) Комбинированный метод, основанный на фотосенсибилизационной обработке псораленами и последующей УФ-обработкой (Jinno Y., Yoshiura K., Niikawa N. Use of psoralen as extinguisher of contaminated DNA in PCR. Nucleic Acids Res. 1990, v. 18 (22), p. 6739) имеет следующие недостатки: необходимость в дополнительном оборудовании и стандартизации его характеристик, потеря активности реагентов белковой природы вследствие ионизации среды хранения.8) A combined method based on photosensitization treatment with psoralens and subsequent UV treatment (Jinno Y., Yoshiura K., Niikawa N. Use of psoralen as extinguisher of contaminated DNA in PCR. Nucleic Acids Res. 1990, v. 18 (22) , p. 6739) has the following disadvantages: the need for additional equipment and the standardization of its characteristics, the loss of activity of reagents of protein nature due to ionization of the storage medium.

Общим недостатком подобных методов и их возможных комбинации является прямое вмешательстве в реакционную смесь ПЦР, что накладывает серьезные ограничения при планировании исследования и на использование реактивов.A common disadvantage of these methods and their possible combinations is direct interference with the PCR reaction mixture, which imposes serious restrictions on the design of the study and on the use of reagents.

Одним из доступных способов избежать проведения этих дополнительных манипуляций является использование сверхчистых, свободных от чужеродной ДНК коммерчески доступных реагентов, однако, это приводит к существенному увеличению расходов, что неприемлемо для выполнения рутинных процедур лабораторной диагностики.One of the available ways to avoid these additional manipulations is the use of ultrapure, commercially available reagents free of foreign DNA, however, this leads to a significant increase in costs, which is unacceptable for performing routine laboratory diagnostic procedures.

Предлагаемый настоящим изобретением способ направлен на препятствование или полное избежание амплификации контаминирующей ДНК без какой-либо предварительной обработки препарата фермента. Использование данного способа не оказывает прямого или косвенного влияния на эффективность проведения ПЦР, а также не требует дополнительного оборудования, специфических средств и мер защиты, помимо типичной аппаратуры и реактивов, применяемых при постановке ПЦР, и позволяет применять как в научных исследований, так и в лабораторной диагностике общедоступные, стандартные ДНК-полимеразы, не прошедшие дорогую и трудоемкую процедуру очистки.The method according to the present invention is aimed at preventing or completely avoiding the amplification of contaminating DNA without any pretreatment of the enzyme preparation. The use of this method does not directly or indirectly affect the efficiency of the PCR, and also does not require additional equipment, specific means and protection measures, in addition to the typical equipment and reagents used when setting up PCR, and can be used both in scientific research and in laboratory diagnostics are generally available, standard DNA polymerases that have not undergone an expensive and time-consuming purification procedure.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Изобретением предлагается способ обнаружения чужеродной контаминирующей ДНК в коммерческих ДНК-полимеразах с целью устранения ложноположительных результатов при проведении ПЦР с использованием набора олигонуклеотидных праймеров, с последовательностями, представленными SEQ ID NO 1-4 и последующей интерпретации контаминационной картины, исследуемой аликвоты ДНК-полимеразы. Предложенный способ выгодно отличается от известных из уровня техники методов возможностью использовать в ходе научных исследований и лабораторной диагностике общедоступные ДНК-полимеразы, не прошедшие дорогую и трудоемкую процедуру очистки, не оказывает прямого или косвенного влияния на эффективность прохождения ПЦР, не требует дорогостоящего дополнительного оборудования, кроме базового, необходимого для проведения ПЦР, и не требует высококвалифицированного персонала. Данные, полученные с помощью способа, могут быть использованы как при выборе реактивов для ПЦР, в частности, ДНК-полимеразы при планировании исследования или лабораторной диагностики, касающихся генов резистентности семейства blaTEM, так и для определения мишени внутри гена blaTEM, которая не содержится в контаминирующей чужеродной ДНК полимеразы. Гены семейства blaTEM являются одними из самых распространенных генов резистентности, продукты которых расщепляют бета-лактамнымые антибиотики широкого спектра. Их своевременное выявление требуется для рационального выбора антибактериальных препаратов.The invention proposes a method for detecting foreign contaminating DNA in commercial DNA polymerases in order to eliminate false positive results when carrying out PCR using a set of oligonucleotide primers, with the sequences shown by SEQ ID NO 1-4 and subsequent interpretation of the contamination pattern of the investigated aliquot of DNA polymerase. The proposed method compares favorably with the methods known from the prior art by the ability to use in the course of scientific research and laboratory diagnostics generally available DNA polymerases that have not undergone an expensive and laborious purification procedure, does not directly or indirectly affect the efficiency of PCR, does not require expensive additional equipment, except basic, required for PCR, and does not require highly qualified personnel. The data obtained using the method can be used both when choosing reagents for PCR, in particular, DNA polymerase when planning a study or laboratory diagnostics regarding resistance genes of the blaTEM family, and for determining a target within the blaTEM gene that is not contained in a contaminating foreign DNA polymerase. The genes of the blaTEM family are among the most common resistance genes, the products of which break down broad spectrum beta-lactam antibiotics. Their timely identification is required for the rational choice of antibacterial drugs.

Способ основан на проведении полимеразной цепной реакции с набором специфических олигонуклеотидных праймеров с последующим разделении продуктов реакции путем электрофореза в агарозном геле, анализе электрофоретической картины разделения продуктов и интерпретации результатов.The method is based on carrying out a polymerase chain reaction with a set of specific oligonucleotide primers, followed by separation of the reaction products by electrophoresis in agarose gel, analysis of the electrophoretic pattern of product separation and interpretation of the results.

Интерпретация результатов включает однозначную идентификацию контаминирующих фрагментов гена blaTEM, и, как следствие, позволяет выбрать пару праймеров, неспецифичных к обнаруженным фрагментам контаминирующей ДНК, но способных амплифицировать иной фрагмент гена blaTEM в изучаемом образце для устранения ложноположительных результатов.Interpretation of the results includes the unambiguous identification of contaminating fragments of the blaTEM gene, and, as a consequence, allows the selection of a pair of primers that are nonspecific for the detected fragments of contaminating DNA, but capable of amplifying another fragment of the blaTEM gene in the studied sample to eliminate false positive results.

Данное изобретение обеспечивает также оригинальный набор специфичных праймеров для осуществления идентификации участков генов резистентности семейства blaTEM. Праймеры, входящие в набор, имеют оригинальные олигонуклеотидные последовательности и позволяют специфическим образом идентифицировать участки генов резистентности семейства blaTEM.The present invention also provides an original set of specific primers for performing the identification of regions of the blaTEM family of resistance genes. The primers included in the kit have original oligonucleotide sequences and allow specific identification of regions of the blaTEM family of resistance genes.

Устранение ложноположительных результатов контаминации, основано на анализе электрофоретического разделения продуктов амплификации фрагмента гена blaTEM с оригинальным набором специфичных праймеров с последующей интерпретацией контаминационной картины конкретного образца используемой ДНК-полимеразы.Elimination of false positive results of contamination is based on the analysis of electrophoretic separation of amplification products of the blaTEM gene fragment with an original set of specific primers, followed by interpretation of the contamination pattern of a specific sample of the used DNA polymerase.

Далее изобретение будет подробно раскрыто со ссылками на фигуры и примеры, которые приводятся исключительно с целью иллюстрации и пояснения сущности заявленного изобретения, но которые не предназначены для ограничения объема притязаний.The invention will now be described in detail with reference to figures and examples, which are given solely for the purpose of illustrating and explaining the essence of the claimed invention, but which are not intended to limit the scope of the claims.

Краткое описание таблиц и фигурSummary of tables and shapes

Таблица 1. Перечень олигонуклеотидных праймеров используемых в способе устранения ложноположительных результатов, вызванных контаминацией ДНК-полимераз при детекции blaTEM-генов устойчивости к β-лактамным антибиотикам. Фиг. 1. представляет картину электрофоретического разделения продуктов ПЦР, полученных при амплификации контаминирующей ДНК, содержащейся в образцах полимераз: Полимераза №1, Полимераза №2 и Полимераза №3, с соответствующими оригинальными олигонуклеотидными праймерами SEQ ID N11-4. Фиг. 2. представляет картину электрофоретического разделения продуктов ПЦР, полученных при амплификации референсного образца бактериальной ДНК содержащей ген blaTEM-1 с использованием соответствующих оригинальных нуклеотидных праймеров SEQ ID NO 1-4.Table 1. List of oligonucleotide primers used in the method for eliminating false positive results caused by contamination of DNA polymerases during the detection of blaTEM genes for resistance to β-lactam antibiotics. FIG. 1. presents a picture of the electrophoretic separation of PCR products obtained by amplification of contaminating DNA contained in polymerase samples: Polymerase No. 1, Polymerase No. 2 and Polymerase No. 3, with the corresponding original oligonucleotide primers SEQ ID N11-4. FIG. 2. presents a picture of the electrophoretic separation of PCR products obtained by amplification of a reference sample of bacterial DNA containing the blaTEM-1 gene using the corresponding original nucleotide primers SEQ ID NO 1-4.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Целью настоящего изобретения является создание способа предотвращения ложноположительных результатов, вызванных контаминацией ДНК-полимераз чужеродной бактериальной ДНК при детекции blaTEM-генов устойчивости к β-лактамным антибиотикам.The aim of the present invention is to provide a method for preventing false positive results caused by contamination of DNA polymerases with foreign bacterial DNA during the detection of blaTEM genes for resistance to β-lactam antibiotics.

В заявленном способе предложено использование полимеразной цепной реакции для предварительной амплификации последовательностей фрагментов blaTEM-генов устойчивости к β-лактамным антибиотикам, потенциально присутствующих в аликвоте ДНК-полимераз, с последующей интерпретацией электрофоретической картины разделения продуктов амплификации. Заявленный способ предусматривает использование оригинального набора специфических олигонуклеотидных праймеров (Таблица 1), но не ограничивается ими. В заявленном способе также могу использоваться праймеры иной нуклеотидной последовательности комплементарных участкам генов семейства blaTEM, количество используемых в способе пар праймеров также не ограничивает объем притязаний.The claimed method proposes the use of a polymerase chain reaction for preliminary amplification of the sequences of fragments of blaTEM-genes of resistance to β-lactam antibiotics, potentially present in an aliquot of DNA polymerases, followed by interpretation of the electrophoretic pattern of separation of amplification products. The claimed method involves the use of an original set of specific oligonucleotide primers (Table 1), but is not limited to them. In the claimed method, primers of a different nucleotide sequence of complementary regions of genes of the blaTEM family can also be used, the number of primer pairs used in the method also does not limit the scope of claims.

В качестве образца используется аликвота тестируемой ДНК-полимеразы. Метод не требует дополнительных процедур для обработки тестируемого образца и изменения его количества на единицу объема реакционной смеси ПЦР.An aliquot of the tested DNA polymerase is used as a sample. The method does not require additional procedures for processing the test sample and changing its amount per unit volume of the PCR reaction mixture.

Подбор олигонуклеотидных праймеров выполняется на основе систематизации последовательностей, кодирующих гены семейства blaTEM. Систематизация осуществляется на основе анализа литературных источников и последовательностей генов в базах данных (GenBank). Далее проводится множественное выравнивание последовательностей генов-мишеней. Каждому выравниванию присваивается консенсусная последовательность. Выравнивание последовательностей проводится с помощью специализированного программного обеспечения, например, BioEdit Sequence Alignment Editor (версия 7.1.9) по алгоритму ClustalW, консенсусная последовательность присваивалась со значением параметра «threshold frequency)) равным 100%. Далее, используя соответствующее программное обеспечение, например, Oligo v. 6.3 (Molecular Biology Insights Inc., США) или Fast PCR (http://www.biocenter.helsinki.fi/bi/ Programs/fastpcr.htm), проводится расчет температуры отжига праймеров. При подборе праймеров руководствуются общеизвестными приемами, например, избегают выбора последовательностей, способных формировать вторичные структуры типа шпильки с высокими температурами плавления. Специфичность подобранных праймеров проверятся путем поиска по базам данных нуклеотидных последовательностей (GenBank, Silva) с использованием программного обеспечения, поддерживающего алгоритм BLAST (например, www.ncbi.nlm.nih.gov/5Zv4ST).The selection of oligonucleotide primers is performed based on the systematization of sequences encoding genes of the blaTEM family. Systematization is carried out on the basis of analysis of literature sources and gene sequences in databases (GenBank). Further, multiple alignment of the target gene sequences is carried out. A consensus sequence is assigned to each alignment. Sequence alignment is carried out using specialized software, for example, BioEdit Sequence Alignment Editor (version 7.1.9) using the ClustalW algorithm, the consensus sequence was assigned with a threshold frequency)) equal to 100%. Further, using the appropriate software, for example, Oligo v. 6.3 (Molecular Biology Insights Inc., USA) or Fast PCR (http://www.biocenter.helsinki.fi/bi/ Programs / fastpcr.htm), the primer annealing temperature is calculated. When selecting primers, they are guided by generally known techniques, for example, avoiding the selection of sequences capable of forming secondary structures of the hairpin type with high melting temperatures. The specificity of the selected primers is checked by searching the databases of nucleotide sequences (GenBank, Silva) using software that supports the BLAST algorithm (for example, www.ncbi.nlm.nih.gov/5Zv4ST).

Продукты амплификации, полученные с помощью полимеразной цепной реакции с использованием данного набора праймеров, подвергаются разделению путем проведения электрофореза в агарозном геле. Далее проводится анализ полученных изображений электрофореграмм. По наличию и расположению специфических полос для продуктов амплификации проводится интерпретация электрофореграммы и делается однозначное заключение о наличии в анализируемом образце ДНК-полимеразы тех или иных чужеродных фрагментов blaTEM-генов, контаминирующих энзим.Amplification products obtained by polymerase chain reaction using this primer set are separated by electrophoresis in agarose gel. Next, the analysis of the obtained images of electrophoregrams is carried out. By the presence and location of specific bands for amplification products, the electrophoretogram is interpreted and an unambiguous conclusion is made about the presence in the analyzed DNA polymerase sample of certain foreign fragments of blaTEM genes that contaminate the enzyme.

На основании однозначной идентификации контаминирующих фрагментов гена blaTEM, присутствующих в качестве чужеродной ДНК в полимеразе, для последующего анализа образцов методом ПЦР выбирается мишень внутри гена blaTEM, которая отсутствует в образце энзима. Соответственно, выбирается и пара праймеров, неспецифичная к обнаруженным фрагментом контаминирующей ДНК, но способная амплифицировать иной фрагмент гена blaTEM в изучаемом образце.Based on the unambiguous identification of the contaminating fragments of the blaTEM gene present as foreign DNA in the polymerase, a target within the blaTEM gene, which is absent in the enzyme sample, is selected for subsequent analysis of samples by PCR. Accordingly, a pair of primers is also selected that is nonspecific to the detected contaminating DNA fragment, but is capable of amplifying a different fragment of the blaTEM gene in the sample under study.

Далее изобретение будет проиллюстрировано примерами, которые предназначены для обеспечения лучшего понимания сущности заявленного изобретения, но не должны рассматриваться как ограничивающие данное изобретение.Hereinafter the invention will be illustrated by examples, which are intended to provide a better understanding of the essence of the claimed invention, but should not be construed as limiting the invention.

Пример 1. Проведение полимеразной цепной реакции для исследования контаминации ДНК-полимераз фрагментами генов blaTEM.Example 1. Conducting a polymerase chain reaction to study the contamination of DNA polymerases with fragments of blaTEM genes.

Праймеры для проведения полимеразной цепной реакции были синтезированы на автоматическом синтезаторе 394 DNA/RNA synthesizer (Applied Biosystems, США). Список праймеров приведен в Таблице 1.Primers for the polymerase chain reaction were synthesized on an automatic 394 DNA / RNA synthesizer (Applied Biosystems, USA). A list of primers is shown in Table 1.

В состав реакционной смеси для проведения ПЦР входили следующие реактивы:The composition of the reaction mixture for PCR included the following reagents:

- реакционный буфер, рекомендуемый производителем ДНК-полимераз;- reaction buffer recommended by the manufacturer of DNA polymerases;

- смесь дезоксинуклеозидтрифосфатов: дАТФ, дГТФ, дЦТФ и дУТФ, по 250 мкМ каждого (Силекс, Россия);- a mixture of deoxynucleoside triphosphates: dATP, dGTP, dCTP and dUTP, 250 μM each (Sileks, Russia);

- смесь прямых и обратных праймеров в концентрации 5 пМ каждого;- a mixture of forward and reverse primers at a concentration of 5 pM each;

- вода деионизированная до конечного объема в 25 мкл.- deionized water to a final volume of 25 μl.

В качестве положительного контроля амплификации использовался 1 мкл раствора бактериальной ДНК, содержащей blaTEM-1 ген.As a positive control for amplification, 1 μl of a bacterial DNA solution containing the blaTEM-1 gene was used.

В 24,5 мкл соответствующей ПЦР-смеси вносили по 2,5 е.а образца тестируемых ДНК-полимераз - Полимераза №1 (HotStarTaa Plus DNA Polymerase, Qiagen, Chatsworth, CA, США), Полимераза №2 (HS Taq DNA polymerase, Евроген, Москва, Россия), и Полимераза №3 (Taq DNA polymerase, Fermentas, Вильнюс, Литва).In 24.5 μl of the corresponding PCR mixture, 2.5 units of a sample of the tested DNA polymerases were added - Polymerase No. 1 (HotStarTaa Plus DNA Polymerase, Qiagen, Chatsworth, CA, USA), Polymerase No. 2 (HS Taq DNA polymerase, Evrogen, Moscow, Russia), and Polymerase No. 3 (Taq DNA polymerase, Fermentas, Vilnius, Lithuania).

Амплификацию проводили на термоциклере С1000 Touch Thermal Cycler (Biorad, Hercules, CA, США) со следующим режимом: 95°С - 30 с, 55°С - 30 с, 72°С - 30 с; 45 циклов (в первом цикле время денатурации увеличивали до 5 мин, в последнем - время достройки до 5 мин).Amplification was carried out on a C1000 Touch Thermal Cycler thermal cycler (Biorad, Hercules, CA, USA) with the following regime: 95 ° C - 30 s, 55 ° C - 30 s, 72 ° C - 30 s; 45 cycles (in the first cycle, the denaturation time was increased to 5 min, in the last - the completion time to 5 min).

10 мкл реакционной смеси, полученной после проведения ПЦР, использовали для электрофоретического разделения.10 μl of the reaction mixture obtained after the PCR was used for electrophoretic separation.

Пример 2. Проведение электрофоретического разделения продуктов амплификации контаминирующих фрагментов генов семейства blaTEM в агарозном геле.Example 2. Conducting electrophoretic separation of amplification products of contaminating fragments of genes of the blaTEM family in an agarose gel.

1) готовили 1 × ТАЕ-буфер путем пятидесятикратного разведения 50 × ТАЕ буфера (2 М Трис, 1 М уксусная кислота, 50 мМ ЭДТА, рН 8,4) в объеме, достаточном для заполнения электрофорезной камеры и приготовления геля (1000 мл);1) 1 × TAE buffer was prepared by fifty-fold dilution of 50 × TAE buffer (2 M Tris, 1 M acetic acid, 50 mM EDTA, pH 8.4) in a volume sufficient to fill the electrophoresis chamber and prepare a gel (1000 ml);

2) добавляли к 1 × ТАЕ буферу агарозу в количестве, необходимом для получения 2% раствора, и нагревали в микроволновой печи до полного расплавления агарозы;2) agarose was added to 1 × TAE buffer in the amount necessary to obtain a 2% solution, and heated in a microwave oven until the agarose was completely melted;

3) охлаждали смесь до 50°С;3) cooled the mixture to 50 ° C;

4) добавляли к раствору агарозы бромистый этидий до конечной концентрации 0,5 мкг/мл и осторожно перемешивали;4) ethidium bromide was added to the agarose solution to a final concentration of 0.5 μg / ml and gently mixed;

5) полученный раствор выливали в кювету для геля и равномерно распределяли по объему кюветы;5) the resulting solution was poured into a gel cuvette and evenly distributed throughout the cuvette volume;

6) в кювету вставляли гребенку в вертикальном положении так, чтобы ее зубцы не доставали до дна примерно 1,5 мм;6) a comb was inserted into the cuvette in a vertical position so that its teeth did not reach the bottom of about 1.5 mm;

7) оставляли кювету с агарозным гелем на 30 мин при комнатной температуре для застывания геля. Далее, аккуратно удаляли гребенку и помещали кювету с гелем в электрофорезную камеру, содержащую необходимое количество 1 × ТАЕ буфера.7) left the cuvette with the agarose gel for 30 min at room temperature to solidify the gel. Next, the comb was carefully removed and the cuvette with the gel was placed in an electrophoresis chamber containing the required amount of 1 × TAE buffer.

8) по 10 мкл образов, полученных в Примере 1, смешивали с 3 мкл буфера для нанесения (10 мМ Трис-HCl, рН 7.8, 40% глицерин, 40 мМ ЭДТА, 0,01% бромфеноловый синий, 0,01% ксиленцианол) и аккуратно вносили в лунки геля;8) 10 μl of samples obtained in Example 1 were mixed with 3 μl of loading buffer (10 mM Tris-HCl, pH 7.8, 40% glycerol, 40 mM EDTA, 0.01% bromophenol blue, 0.01% xylene cyanol) and carefully put into the wells of the gel;

9) проводили электрофорез при градиенте напряженности 1,5 В на 1 см геля в течение 30 мин;9) electrophoresis was carried out at a gradient of 1.5 V per 1 cm of gel for 30 min;

10) извлекали гель из электрофорезной камеры и просматривали в УФ-свете на трансиллюминаторе. Результаты документировали путем фотографирования геля и сохранения полученных изображений.10), the gel was removed from the electrophoresis chamber and viewed in UV light on a transilluminator. The results were documented by photographing the gel and saving the resulting images.

Пример 3. Интерпретация результатов электрофоретического разделения продуктов амплификации контаминирующих фрагментов генов blaTEM.Example 3. Interpretation of the results of electrophoretic separation of amplification products of contaminating fragments of blaTEM genes.

Изображения, полученные в п. 10 Примера 2 интерпретировали следующим образом. В результате ПЦР возможна амплификация четырех типов продуктов различной длины при использовании соответствующих праймеров:The images obtained in clause 10 of Example 2 were interpreted as follows. As a result of PCR, amplification of four types of products of different lengths is possible using the appropriate primers:

- продукт длиной 830 п.н. - фрагмент А, получаемый при использовании праймеров SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 4- a product with a length of 830 bp - fragment A obtained using primers SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 4

- продукт длиной 517 п.н. - фрагмент Б, получаемый при использовании праймеров SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 3- a product with a length of 517 bp - fragment B obtained using primers SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 3

- продукт длиной 290 п.н. - фрагмент В, получаемый при использовании праймеров SEQ ID NO 2 и SEQ ID NO 3- a product with a length of 290 bp - fragment B obtained using primers SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 3

- продукт длиной 603 п.н. - фрагмент Г, получаемый при использовании праймеров SEQ ID NO 2 и SEQ ID NO 4- a product with a length of 603 bp - fragment D obtained using primers SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 4

По наличию полосы оптической плотности, соответствующей продукту длиной 830 п.н. в дорожке на агаразном геле, делался вывод о наличии Фрагмента «А» у исследуемого образца. По наличию полосы оптической плотности, соответствующей продукту длиной 517 п.н. в дорожке на агаразном геле, делался вывод о наличии Фрагмента «Б» у исследуемого образца. По наличию полосы оптической плотности, соответствующей продукту длиной 290 п.н., в дорожке на агаразном геле, делался вывод о наличии Фрагмента «В» у исследуемого образца. По наличию полосы оптической плотности, соответствующей продукту длиной 603 п.н. в дорожке на агарозном геле, делался вывод о наличии Фрагмента «Г» у исследуемого образца. Отсутствие полосы оптической плотности свидетельствовало о том, что исследуемый образец не несет соответствующего контаминирующего фрагмента. Аликвота каждой ДНК-полимеразы была исследована в 5 повторах, относительно каждого потенциального контаминационного фрагмента.By the presence of an optical density band corresponding to a product with a length of 830 bp. in the lane on an agarase gel, it was concluded that Fragment "A" was present in the sample under study. By the presence of an optical density band corresponding to a product with a length of 517 bp. in the lane on an agarase gel, it was concluded that Fragment B was present in the sample under study. The presence of an optical density band corresponding to the product with a length of 290 bp in the lane on the agarase gel, it was concluded that the Fragment "B" was present in the sample under study. By the presence of an optical density band corresponding to a product with a length of 603 bp. in the lane on an agarose gel, it was concluded that the Fragment "G" was present in the sample under study. The absence of an optical density band indicated that the sample under study did not carry the corresponding contaminating fragment. An aliquot of each DNA polymerase was tested in 5 replicates, relative to each potential contamination fragment.

На Фиг. 1. приведено изображение наиболее типичной картины электрофоретического разделения продуктов ПЦР в агарозном геле при анализе образцов ДНК-полимераз (Полимераза №1, Полимераза №2 и Полимераза №3) с использованием соответствующих пар праймеров. Каждому номеру соответствует следующая дорожка:FIG. 1. shows an image of the most typical picture of the electrophoretic separation of PCR products in agarose gel when analyzing DNA polymerase samples (Polymerase No. 1, Polymerase No. 2 and Polymerase No. 3) using the corresponding primer pairs. Each number corresponds to the following track:

1) маркер длин ДНК 100 bp;1) DNA length marker 100 bp;

2) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 4 при анализе образца Полимераза №1 отсутствует. Отсутствие полосы оптической плотности свидетельствует об отсутствии контаминирующего Фрагмента «А» в образце Полимераза №1;2) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 4 in the analysis of the sample Polymerase No. 1 is absent. The absence of an optical density band indicates the absence of the contaminating Fragment "A" in the sample Polymerase No. 1;

3) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 3 при анализе образца Полимераза №1. Присутствие полосы оптической плотности свидетельствует о присутствии контаминирующего Фрагмента «Б» в образце Полимераза №1;3) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 3 when analyzing the sample Polymerase No. 1. The presence of an optical density band indicates the presence of a contaminating Fragment "B" in the sample Polymerase No. 1;

4) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 2 и SEQ ID NO 3 при анализе образца Полимераза №1. Присутствие полосы оптической плотности свидетельствует о присутствии контаминирующего Фрагмента «В» в образце Полимераза №1;4) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 3 when analyzing the sample Polymerase No. 1. The presence of an optical density band indicates the presence of a contaminating Fragment "B" in the sample Polymerase No. 1;

5) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 2 и SEQ ID NO 4 при анализе образца Полимераза №1. Присутствие полосы оптической плотности свидетельствует о присутствии контаминирующего Фрагмента «Г» в образце Полимераза №1;5) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 4 when analyzing the sample Polymerase No. 1. The presence of an optical density band indicates the presence of the contaminating Fragment "D" in the sample Polymerase No. 1;

6) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 4 при анализе образца Полимераза №2 отсутствует. Отсутствие полосы оптической плотности свидетельствует об отсутствии контаминирующего Фрагмента «А» в образце Полимераза №2;6) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 4 when analyzing the sample Polymerase No. 2 is absent. The absence of an optical density band indicates the absence of the contaminating Fragment "A" in the Polymerase # 2 sample;

7) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 3 при анализе образца Полимераза №2. Присутствие полосы оптической плотности свидетельствует о присутствии контаминирующего Фрагмента «В» в образце Полимераза №2;7) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 3 when analyzing the sample Polymerase No. 2. The presence of an optical density band indicates the presence of the contaminating Fragment "B" in the sample Polymerase No. 2;

8) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 2 и SEQ ID NO 3 при анализе образца Полимераза №2. Присутствие полосы оптической плотности свидетельствует о присутствии контаминирующего Фрагмента «В» в образце Полимераза №2;8) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 3 when analyzing the sample Polymerase No. 2. The presence of an optical density band indicates the presence of the contaminating Fragment "B" in the sample Polymerase No. 2;

9) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 2 и SEQ ID NO 4 при анализе образца Полимераза №2. Присутствие полосы оптической плотности свидетельствует о присутствии контаминирующего Фрагмента «Г» в образце Полимераза №2;9) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 4 when analyzing the sample Polymerase No. 2. The presence of an optical density band indicates the presence of a contaminating Fragment "D" in the sample Polymerase No. 2;

10) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 4 при анализе образца Полимераза №3 отсутствует. Отсутствие полосы оптической плотности свидетельствует об отсутствии контаминирующего Фрагмента «А» в образце Полимераза №3;10) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 4 when analyzing the sample Polymerase No. 3 is absent. The absence of an optical density band indicates the absence of the contaminating Fragment "A" in the Polymerase No. 3 sample;

11) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 3 при анализе образца Полимераза №3 отсутствует. Отсутствие полосы оптической плотности свидетельствует об отсутствии контаминирующего Фрагмента «В» в образце Полимераза №3;11) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 3 in the analysis of the sample Polymerase No. 3 is absent. The absence of an optical density band indicates the absence of the contaminating Fragment "B" in the sample Polymerase No. 3;

12) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 2 и SEQ ID NO 3 при анализе образца Полимераза №3 отсутствует. Отсутствие полосы оптической плотности свидетельствует об отсутствии контаминирующего Фрагмента «В» в образце Полимераза №3;12) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 3 in the analysis of the sample Polymerase No. 3 is absent. The absence of an optical density band indicates the absence of the contaminating Fragment "B" in the sample Polymerase No. 3;

13) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 2 и SEQ ID NO 4 при анализе образца Полимераза №3 отсутствует. Отсутствие полосы оптической плотности свидетельствует об отсутствии контаминирующего Фрагмента «Г» в образце Полимераза №3;13) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 4 in the analysis of the sample Polymerase No. 3 is absent. The absence of an optical density band indicates the absence of the contaminating Fragment "D" in the sample Polymerase No. 3;

14) Маркер длин ДНК 100 bp.14) DNA length marker 100 bp.

На Фиг. 2. приведено изображение наиболее типичной картины электрофоретического разделения продуктов ПЦР в агарозном геле при анализе образцов референсной бактериальной ДНК, несущей ген blaTEM-1, с использованием ДНК-полимераз (Полимераза №1, Полимераза №2 и Полимераза №3) и соответствующих праймеров. Каждой дорожке соответствует следующий номер:FIG. 2. shows an image of the most typical picture of electrophoretic separation of PCR products in agarose gel when analyzing samples of reference bacterial DNA carrying the blaTEM-1 gene using DNA polymerases (Polymerase No. 1, Polymerase No. 2 and Polymerase No. 3) and the corresponding primers. Each track has the following number:

1) Маркер длин ДНК 100 bp;1) DNA length marker 100 bp;

2) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 4 при анализе образца ДНК, содержащего blaTEM-1 с использованием полимеразы Полимераза №1;2) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 4 when analyzing a DNA sample containing blaTEM-1 using polymerase Polymerase No. 1;

3) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 3 при анализе образца ДНК, содержащего blaTEM-1 с использованием полимеразы Полимераза №1;3) the product of amplification from primers SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 3 when analyzing a DNA sample containing blaTEM-1 using polymerase Polymerase No. 1;

4) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 2 и SEQ ID NO 3 при анализе образца ДНК, содержащего blaTEM-1 с использованием полимеразы Полимераза №1;4) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 3 when analyzing a DNA sample containing blaTEM-1 using polymerase Polymerase No. 1;

5) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 2 и SEQ ID NO 4 при анализе образца ДНК, содержащего blaTEM-1 с использованием полимеразы Полимераза №1;5) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 4 when analyzing a DNA sample containing blaTEM-1 using polymerase Polymerase No. 1;

6) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 4 при анализе образца ДНК, содержащего blaTEM-1 с использованием полимеразы Полимераза №2;6) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 4 when analyzing a DNA sample containing blaTEM-1 using polymerase Polymerase No. 2;

7) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 3 при анализе образца ДНК, содержащего blaTEM-1 с использованием полимеразы Полимераза №2;7) the product of amplification from primers SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 3 when analyzing a DNA sample containing blaTEM-1 using polymerase Polymerase No. 2;

8) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 2 и SEQ ID NO 3 при анализе образца ДНК, содержащего blaTEM-1 с использованием полимеразы Полимераза №2;8) the product of amplification from primers SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 3 when analyzing a DNA sample containing blaTEM-1 using polymerase Polymerase No. 2;

9) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 2 и SEQ ID NO 4 при анализе образца ДНК, содержащего blaTEM-1 с использованием полимеразы Полимераза №2;9) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 4 when analyzing a DNA sample containing blaTEM-1 using polymerase Polymerase # 2;

10) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 4 при анализе образца ДНК, содержащего blaTEM-1 с использованием полимеразы Полимераза №3;10) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 4 when analyzing a DNA sample containing blaTEM-1 using polymerase Polymerase No. 3;

11) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 3 при анализе образца ДНК, содержащего blaTEM-1 с использованием полимеразы Полимераза №3;11) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 3 when analyzing a DNA sample containing blaTEM-1 using polymerase Polymerase No. 3;

12) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 2 и SEQ ID NO 3 при анализе образца ДНК, содержащего blaTEM-1 с использованием полимеразы Полимераза №3;12) the product of amplification from primers SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 3 when analyzing a DNA sample containing blaTEM-1 using polymerase Polymerase No. 3;

13) продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 2 и SEQ ID NO 4 при анализе образца ДНК, содержащего blaTEM-1 с использованием полимеразы Полимераза №3;13) the product of amplification from the primers SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 4 when analyzing a DNA sample containing blaTEM-1 using polymerase Polymerase # 3;

14) Маркер длин ДНК 100 bp.14) DNA length marker 100 bp.

Пример 4. Устранение ложноположительных результатов, возникающих при использовании ДНК-полимераз, контаминированных фрагментами генов семейства blaTEM.Example 4. Elimination of false positive results arising from the use of DNA polymerases contaminated with fragments of genes of the blaTEM family.

В ходе анализа образцов полимераз (Полимераза №1, Полимераза №2 и Полимераза №3) были выявлены следующие особенности:The analysis of polymerase samples (Polymerase No. 1, Polymerase No. 2 and Polymerase No. 3) revealed the following features:

1) фрагмент «А» не был найден у полимераз: Полимераза №1, Полимераза №2 и Полимераза №3;1) fragment "A" was not found in polymerases: Polymerase No. 1, Polymerase No. 2 and Polymerase No. 3;

2) фрагмент «Б» был найден у полимераз: Полимераза №1 и Полимераза №2;2) fragment "B" was found in polymerases: Polymerase No. 1 and Polymerase No. 2;

3) фрагмент «В» был найден у полимераз: Полимераза №1 и Полимераза №2;3) the "B" fragment was found in polymerases: Polymerase No. 1 and Polymerase No. 2;

4) фрагмент «Г» был найден у полимераз: Полимераза №1 и Полимераза №2;4) the "D" fragment was found in polymerases: Polymerase No. 1 and Polymerase No. 2;

5) в полимеразе Полимераза №3 не было найдено фрагментов А, Б, В, Г На основании особенностей 1-5 можно сделать следующие выводы:5) no fragments A, B, C, D were found in polymerase Polymerase No. 3. Based on features 1-5, the following conclusions can be drawn:

1) Полимераза №3 может быть использована без ограничений для исследований и лабораторной диагностики наличия генов blaTEM с использованием электрофоретического разделения в агарозном геле в качестве метода интерпретации результатов;1) Polymerase No. 3 can be used without restrictions for research and laboratory diagnosis of the presence of blaTEM genes using electrophoretic separation in agarose gel as a method for interpreting the results;

2) Полимеразы Полимераза №1 и Полимераза №2 имеют ограничения для исследований и лабораторной диагностики наличия генов blaTEM с использованием электрофоретического разделения в агарозном геле, в качестве метода интерпретации результатов;2) Polymerases Polymerase No. 1 and Polymerase No. 2 have limitations for research and laboratory diagnosis of the presence of blaTEM genes using electrophoretic separation in agarose gel, as a method for interpreting the results;

3) При использовании полимераз Полимераза №1 и Полимераза №2 для исследований и лабораторной диагностики наличия генов blaTEM с использованием электрофоретического разделения в агарозном геле в качестве метода интерпретации результатов, необходимо выбирать мишень и амплифицируемый продукт так, чтобы контаминирующие последовательности не амплифицировались в ходе ПЦР и не приводили к ложноположительным результатам;3) When using polymerases Polymerase No. 1 and Polymerase No. 2 for research and laboratory diagnostics of the presence of blaTEM genes using electrophoretic separation in agarose gel as a method for interpreting the results, it is necessary to select the target and the amplified product so that contaminating sequences are not amplified during PCR and did not lead to false positive results;

4) При использовании полимераз Полимераза №1 и Полимераза №2 для исследований и лабораторной диагностики наличия генов blaTEM с применением электрофоретического разделения в агарозном геле в качестве метода интерпретации результатов, было показано, что продукт амплификации с праймеров SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 4 является наиболее подходящим для детектирования генов blaTEM и не дает ложноположительных результатов при анализе наличия генов blaTEM.4) When using polymerases Polymerase No. 1 and Polymerase No. 2 for research and laboratory diagnosis of the presence of blaTEM genes using electrophoretic separation in agarose gel as a method for interpreting the results, it was shown that the amplification product from the primers SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 4 is most suitable for detecting blaTEM genes and does not give false positive results when analyzing the presence of blaTEM genes.

Способ устранения ложноположительных результатов, вызванных контаминацией ДНК-полимераз фрагментами чужеродной ДНК, при идентификации генов blaTEM.Method for eliminating false positive results caused by contamination of DNA polymerases with fragments of foreign DNA during identification of blaTEM genes.

Figure 00000001
Figure 00000001

Способ устранения ложноположительных результатов, вызванных контаминацией ДНК-полимераз фрагментами чужерожной ДНК, при идентификации генов Method for eliminating false positive results caused by contamination of DNA polymerases with fragments of foreign DNA during gene identification blabla TEMTEM

Таблица 1.Table 1.

SEQ ID NOSEQ ID NO Нуклеотидная последовательность 5'->3'Nucleotide sequence 5 '-> 3' 11 CCTTATTCCCTTTTTTGCGGCATTCCTTATTCCCTTTTTTGCGGCATT 22 GGCAAGAGCAACTCGGTCGGCAAGAGCAACTCGGTC 33 AATGCTTAATCAGTGAGGCACCAATGCTTAATCAGTGAGGCACC 44 AGGCATCGTGGTGTCACAGGCATCGTGGTGTCAC

Claims (10)

1. Способ устранения ложноположительных результатов, вызванных контаминацией ДНК-полимераз чужеродной ДНК, при детекции генов blaTEM, ответственных за устойчивость к β-лактамным антибиотикам, включающий:1. A method for eliminating false positive results caused by contamination of DNA polymerases with foreign DNA during the detection of blaTEM genes responsible for resistance to β-lactam antibiotics, including: 1.1. амплификацию нескольких контаминирующих фрагментов генов семейства blaTEM путем проведения полимеразной цепной реакции с оригинальным набором специфических олигонуклеотидных праймеров;1.1. amplification of several contaminating fragments of genes of the blaTEM family by carrying out a polymerase chain reaction with an original set of specific oligonucleotide primers; 1.2. разделение продуктов реакции путем электрофореза в агарозном геле;1.2. separation of reaction products by electrophoresis in agarose gel; 1.3. анализ электрофоретической картины разделения продуктов амплификации;1.3. analysis of the electrophoretic picture of the separation of amplification products; 1.4. интерпретацию результатов анализа, включающую однозначную идентификацию контаминирующих фрагментов гена blaTEM, по результатам которой для устранения ложноположительных результатов выбирается пара праймеров, неспецифичная к обнаруженным фрагментом контаминирующей ДНК, но способная амплифицировать иной фрагмент гена blaTEM в изучаемом образце.1.4. interpretation of the analysis results, including the unambiguous identification of contaminating fragments of the blaTEM gene, according to the results of which, to eliminate false positive results, a pair of primers is selected that is nonspecific for the detected contaminating DNA fragment, but is capable of amplifying another fragment of the blaTEM gene in the sample under study. 2. Набор специфичных олигонуклеотидных праймеров для осуществления способа устранения ложноположительных результатов, вызванных контаминацией ДНК-полимераз при детекции blaTEM-генов устойчивости к β-лактамным антибиотикам, представленных последовательностями SEQ ID NO 1-4, включающий:2. A set of specific oligonucleotide primers for implementing the method for eliminating false positive results caused by contamination of DNA polymerases during the detection of blaTEM genes for resistance to β-lactam antibiotics, represented by the sequences SEQ ID NO 1-4, including: 2.1. одну пару специфических олигонуклеотидных праймеров для амплификации контаминирующего фрагмента генов семейства blaTEM размером 830 п.н., представленных последовательностями SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 4;2.1. one pair of specific oligonucleotide primers for amplification of a contaminating 830 bp blaTEM family gene fragment represented by SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 4; 2.2. одну пару специфических олигонуклеотидных праймеров для амплификации контаминирующего фрагмента генов семейства blaTEM размером 517 п.н., представленных последовательностями SEQ ID NO 1 и SEQ ID NO 3;2.2. one pair of specific oligonucleotide primers for amplification of a contaminating fragment of genes of the blaTEM family of 517 bp, represented by SEQ ID NO 1 and SEQ ID NO 3; 2.3. одну пару специфических олигонуклеотидных праймеров для амплификации контаминирующего фрагмента генов семейства blaTEM размером 290 п.н., представленных последовательностями SEQ ID NO 2 и SEQ ID NO 3;2.3. one pair of specific oligonucleotide primers for amplification of a contaminating fragment of genes of the blaTEM family of 290 bp, represented by SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 3; 2.4. одну пару специфических олигонуклеотидных праймеров для амплификации контаминирующего фрагмента генов семейства blaTEM размером 603 п.н., представленных последовательностями SEQ ID NO 2 и SEQ ID NO 4.2.4. one pair of specific oligonucleotide primers for amplification of a contaminating 603 bp blaTEM family gene fragment represented by SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 4.
RU2019125172A 2019-08-08 2019-08-08 Method for eliminating false-positive results caused by contamination of dna polymerase with foreign dna fragments, with identification of blatem genes RU2728317C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019125172A RU2728317C1 (en) 2019-08-08 2019-08-08 Method for eliminating false-positive results caused by contamination of dna polymerase with foreign dna fragments, with identification of blatem genes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019125172A RU2728317C1 (en) 2019-08-08 2019-08-08 Method for eliminating false-positive results caused by contamination of dna polymerase with foreign dna fragments, with identification of blatem genes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2728317C1 true RU2728317C1 (en) 2020-07-29

Family

ID=72085664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019125172A RU2728317C1 (en) 2019-08-08 2019-08-08 Method for eliminating false-positive results caused by contamination of dna polymerase with foreign dna fragments, with identification of blatem genes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2728317C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2208645C1 (en) * 2002-08-28 2003-07-20 Черкасов Евгений Геннадьевич Method of detection of bacterial blood contamination
WO2012159060A2 (en) * 2011-05-19 2012-11-22 Dynocube Investments, Llc Methods, systems, and compositions for detection of microbial dna by pcr

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2208645C1 (en) * 2002-08-28 2003-07-20 Черкасов Евгений Геннадьевич Method of detection of bacterial blood contamination
WO2012159060A2 (en) * 2011-05-19 2012-11-22 Dynocube Investments, Llc Methods, systems, and compositions for detection of microbial dna by pcr

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2329305C2 (en) Quantitative assay allowing simultaneous detection and identification of bacterial infections
Yang et al. Quantitative multiprobe PCR assay for simultaneous detection and identification to species level of bacterial pathogens
Higgins et al. 5′ nuclease PCR assay to detect Yersinia pestis
Farber An introduction to the hows and whys of molecular typing
Keramas et al. Use of culture, PCR analysis, and DNA microarrays for detection of Campylobacter jejuni and Campylobacter coli from chicken feces
Wang et al. Rapid detection of Staphylococcus aureus by loop-mediated isothermal amplification
Klaschik et al. Comparison of different decontamination methods for reagents to detect low concentrations of bacterial 16S DNA by real-time-PCR
Hilali et al. Decontamination of polymerase chain reaction reagents for detection of low concentrations of 16S rRNA genes
Sune et al. Optimization of 16S rRNA gene analysis for use in the diagnostic clinical microbiology service
EP3063290B1 (en) Method for isolating microorganisms from a complex sample
Niederhauser et al. Reliability of PCR decontamination systems.
JP2006271370A (en) Method and kit for detecting staphylococcus aureus and methicillin-resistant bacterium
JP2015039320A (en) Simultaneous detection method of multiple bacteria and/or simultaneous quantitative method of multiple bacteria
TWI465572B (en) Method, composition and system of amplification and detection of target microbial DNA
Amoupour et al. Differentiation of Brucella abortus and B. melitensis biovars using PCR-RFLP and REP-PCR
Humphrey et al. Removal of contaminant DNA by combined UV-EMA treatment allows low copy number detection of clinically relevant bacteria using pan-bacterial real-time PCR
Hassan et al. Loop-mediated isothermal amplification (LAMP): Comparative advances over conventional PCR and other molecular techniques
RU2728317C1 (en) Method for eliminating false-positive results caused by contamination of dna polymerase with foreign dna fragments, with identification of blatem genes
CN110129462B (en) Kit for detecting staphylococcus haemolyticus
Kulkarni et al. Development of a dry-reagent mix-based polymerase chain reaction as a novel tool for the identification of Acinetobacter species and its comparison with conventional polymerase chain reaction
Moustafa et al. Development of loop-mediated isothermal amplification–based diagnostic assays for detection of Pasteurella multocida and hemorrhagic septicemia–associated P multocida serotype B: 2
CN110157822B (en) Kit for detecting staphylococcus epidermidis
Tripathi A Simplified and Cheapest Method for the Diagnosis of Sickle Cell using Whole Blood PCR and RFLP in Nepal
Tahmasebi et al. Comparison of Two Methods of Direct PCR and PCR with DNA extracted by Kit for Detection of OPrL, ExoA, and algD genes in clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa
WO2007105965A1 (en) Solution pre-treatment for use in dna amplification reactions