Wykrywanie bakterii Aeromonas hydrophila z zastosowaniem techniki multipleks PCR

• Autorzy: Marta Ligaj , Sebastian Sacharowski

Warianty tytułu

Multiplex PCR for Aeromonas Hydrophila Detection

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Bakterie Aeromonas hydrophila występujące powszechnie w środowisku wodnym, m.in. w wodzie pitnej oraz żywności nieprzetworzonej (warzywa, mięso, mleko) znajdują się na liście EPA (Amerykańskiej Agencji ds. Ochrony Środowiska) jako mikroorganizmy potencjalnie patogenne. Pałeczki te produkują liczne czynniki wirulencji wywołujące dolegliwości ze strony układu pokarmowego i niebezpieczne infekcje pozajelitowe. Na zakażenie są szczególnie podatne dzieci i osoby o obniżonej odporności. Wykrywanie A. hydrophila przy użyciu metod posiewowych i testów biochemicznych sprawia trudności ze względu na złożony i rozbudowany metabolizm tych pałeczek. W związku z tym do identyfikacji A. hydrophila w Katedrze Biochemii i Mikrobiologii UEP opracowano reakcję multipleks PCR, podczas której amplifikowano fragmenty genu aerA (kodującego aerolizynę, toksynę produkowaną przez niektóre szczepy bakterii z rodzaju Aeromonas) oraz fragment genu rpoD (kodującego czynnik a70 uczestniczący w inicjacji transkrypcji) i genu 16S rRNA (kodującego małą podjednostkę rybosomalną). Gen aerA jest wykorzystywany jako wskaźnik wirulencji pałeczek z rodzaju Aeromonas, natomiast geny rpoD i 16S rRNA umożliwiają identyfikację gatunku bakterii. Amplifikowane fragmenty DNA miały długość: 586 par zasad (pz) dla genu rpoD, 356 pz dla genu 16S rRNA, 254 i 156 pz dla genu aerA. Opracowana reakcja multipleks PCR umożliwia identyfikację potencjalnie patogennych szczepów pałeczek A. hydrophila. (abstrakt oryginalny)

EN

Aeromonas hydrophila has the status of a foodborne pathogen of emerging importance, frequently isolated from freshwater and variety of foods, like vegetables, raw milk, dairy products, and meat. The bacterium is included on the Contaminant Candidate List of the Environmental Protection Agency because of its potential capability of causing human illness, especially dangerous for children and persons with impaired immune systems. Identification of Aeromonas species is difficult, requires implementation of a series of biochemical tests because this pathogen presents broad metabolic capabilities. To overcome these difficulties we developed a multiplex PCR with 16S rRNA, rpoD and aerA genes. Aerolysin gene (aerA) is a virulence factor responsible for potential pathogenicity of A. hydrophila. Multiplex PCR system including primers specific for all three target genes was standardized. The amplified fragments sizes were 586 base-pair for rpoD gene, 356 bp for 16S rRNA gene, 254 and 156 bp for aerA gene. Elaborated multiplex PCR would help to ensure rapid and accurate detection of pathogenic strains of A. hydrophila. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Woda; Żywność; Toksykologia żywności; Mikrobiologia; Towaroznawstwo żywności

EN

Water; Food; Food toxicology; Microbiology; Food commodities

• Czasopismo: Zeszyty Naukowe / Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu
• Rocznik: 2011
• Numer: nr 183
• Strony: 60--78

Twórcy

autor

Marta Ligaj

• Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

autor

Sebastian Sacharowski

• Uniwersytet Warszawski

Bibliografia

• Abulhamd, A.T., 2009, Characterization of Aeromonas hydrophila Isolated from Aquatic Environments Using Phenotypic and Genotyping Methods, Research Journal of Agriculture and Biological Sciences, vol. 5(6), s. 923-930.
• Arnheim, N., Erlich, H., 1992, Polymerase Chain Reaction Strategy, Annual Review of Biochemistry, no. 61, s. 131-156.
• Arora, S., Agarwal, R.K., Bist, B., 2006, Comparison of ELISA and PCR vis-a-vis Cultural Methods for Detecting Aeromonas spp. in Foods of Animal Origin, International Journal of Food Microbiology, no. 106, s. 177-183.
• Bailey, C.L., Birch, L., McDowell, D.G., 2008, PCR: Factors Affecting Reliability an Validity, w: Keer, J.T., Birch, L. (eds.), Essentials of Nucleic acid Analysis: a Robust Approach, RSC Cambridge, UK, s. 101-184.
• Buckley, J.T., Howard, S.P., 1999, The Cytotoxic Enterotoxin of Aeromonas hydrophila is Aerolysin, Infection and Immunity, no. 07, s. 466-467.
• Chakraborty, T., Montenegro, M.A., Sanyal, S.C., Helmuth, R., Bulling, E., Timmis, K.N., 1984, Cloning of Enterotoxin Gene from Aeromonas hydrophila Provides Conclusive Evidence of Production of a Cytotonic Enterotoxin, Infection and Immunity, no. 11, s. 435-441.
• Di Bari, M., Hachich Elayse, M., Melo Adalgisa, M.J., Sato, M.I.Z., 2007, Aeromonas spp. and Microbial Indicators in Raw Drinking Water Source, Brazilian Journal of Microbiology, no. 38, s. 516-521.
• Ferguson, M.R., Xu, X.J., Houston, C.W., Peterson, J.W., Coppenhaver, D.H., Popov, D.V., Chopra, A.K., 1997, Hyperproduction, Purification, and Mechanism of Action of the Cytotoxic Enterotoxin Produced by Aeromonas hydrophila, Infection and Immunity, no. 65, s. 4299-4308.
• Gonzalez-Serrano, C.J., Santos, J.A., Garcia-Lopez, M.A., Otero, A., 2002, Virulence Markers in Aeromonas hydrophila and Aeromonas veronii biovar sobria Isolates from Freshwater Fish and from a Diarrhoea Case, Journal of Applied Microbiology, no. 93(3), s. 414-419.
• Janda, J.M., Abbott, S.L., 2010, The Genus Aeromonas: Taxonomy, Pathogenicity, and Infection, Clinical Microbiology Review, no. 23(1), s. 35-73.
• Kenzaka, T., Tamaki, S., Yamaguchi, N., Tani, K., Nasu, M., 2005, Recognition of Individual Genes in Diverse Microorganisms by Cycling Primed in situ Amplification, Applied and Environmental Microbiology, no. 11/71(11), s. 7236-7244.
• Kirov, S.M., 2007, Aeromonas and Plesiomonas Species, w: Doyle, M.P., Beuchat, L.R. (eds.), Food Microbiology Fundamentals and Frontiers, ASM, Waszyngton, s. 381-401.
• Kupfer, M., Kuhnert, P., Korczak, B.M., Peduzzi, R., Demarta, A., 2006, Genetic Relationship of Aeromonas Strain Inferred from 16S rRNA, gyrB, rpoB Gene Sequences, International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, no. 56, s. 2743-2751.
• Ligaj, M., 2009, Kwasy nukleinowe, w: Filipiak, M. (red.), Podstawy biochemii dla towaroznawców, Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu, Poznań, s. 115-141.
• Martin-Carnahan, A., Joseph, S.W., 2005, Aeromonadaceae, w: Brenner, D.J., Krieg, N.R., Staley, J.T., Garrity, G.M. (eds.), Bergeys Manual of Systematic Bacteriology, Springer, Nowy Jork, s. 556-578.
• Minana-Galbis, D., Farfrn, M., Loren, J.G., Fuste, M.C., 2010, The Reference Strain Aeromonas hydrophila CIP 57.50 Should be Reclassified as Aeromonas salmonicida CIP 57.50, International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, no. 60, s. 715-717.
• Morgan, D.R., Johnson, P.C., DuPont, HL, Satterwhite, T.K., Wood, L.V., 1985, Lack of Correlation Between Known Virulence Properties of Aeromonas hydrophila and Enteropathogenicity for Humans, Infection and Immunity, no. 50, s. 62-65.
• Naharro, G., Riano, J., de Castro, L., Alvarez, S., Luengo, J.M., 2009, Aeromonas, w: Liu, D. (ed.), Molecular Detection of Foodborne Pathogem, CRC Press, North Ryde, s. 273-289.
• Napierała, D., Kaczmarek, M., Jura, J., Słomski, R., 2004, PCR multipleks, w: Słomski, R. (red.), Przykłady analiz DNA, Wydawnictwo Akademii Rolniczej w Poznaniu, Poznań, s. 139-144.
• Ormen, R., Regue, M.Q., Tomas, J.M., Granum, P.E., 2003, Studies of Aerolysin Promoters from Different Aeromonas spp., Microbial Pathogenesis, no. 35(5), s. 189-196.
• Pollard, D.R., Johnson, W.M., Lior, H., Tyler, S.D., Rozee, K.R., 1990, Detection of the Aerolysin Gene in Aeromonas hydrophila by the Polymerase Chain Reaction, Journal of Clinical Microbiology, no. 28(11), s. 2477-2481.
• Sen, K., Rodgers, M., 2004, Distribution of Six Virulence Factors in Aeromonas Species Isolated from US Drinking Water Utilities: a PCR Identification, Journal of Applied Microbiology, no. 97(5), s. 1077-1086.
• Seshadri, R., Joseph, S.W., Chopra, A.K., Sha, J., Shaw, J., Graf, J., Haft, D., Wu, M., Ren, Q., Rosovitz, M.J., Madupu, R., Tallon, L., Kim, M., Jin, S., Vuong, H., Stine, O.C., Ali, A., Horneman, A.J., Heidelberg, J.F., 2006, Genome Sequence of Aeromonas hydrophila ATCC 7966T: Jack of All Trades, Journal of Bacteriology, no. 12, s. 8272-8282.
• Singh, V., Sonwanshi, P., Rathore, G., Kapoor, D., Mishra, B.N., 2009, Gene Cloning, Expression and Homology Modeling of Hemolysin Gene from Aeromonas hydrophila, Protein Expression and Purification, no. 65, s. 1-7.
• Soler, L., Yanez, M.A., Chacon, M.R., Aguilera-Arreola, M.G., Catalan, G., Figueras, M.J., Martinez-Murcia, A., 2004, Phylogenetic Analysis of the Genus Aeromonas Based on Two Housekeeping Genes, International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, no. 54, s. 1511-1519.
• Swift, S., Karlyshev, A.V., Fish, L., Durant, E.L., Winson, M.K., Chhabra, S.R, Williams, R., Macintyre, S., Stewart, G., 1997, Quorum Sensing in Aeromonas hydrophila and Aeromonas salmonicida: Identification of the luxRI Homologs ahyRI and asaRI and Their Cognate N-Acylhomoserine Lactone Signal Molecules, Journal of Microbiology, no. 08, s. 5271-5281.
• Wang, G., Clark, C.G., Liu, C., Pucknell, C., Munro, C.K., Kruk, T.M., Caldeira, R., Woodward, D.L., Rodgers, F.G., 2003, Detection and Characterization of the Hemolysin Genes in Aeromonas hydrophila and Aeromonas sobria by Multiplex PCR, Journal of Clinical Microbiology, no. 03, s. 1048-1054.
• Yanez, M.A., Catalan, G., Figueras, M.J., Martynez-Murcia, A.J., 2003, Phylogenetic Analysis of Members of the Genus Aeromonas Based on gyrB Gene Sequences, International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, no. 53, s. 875-883.