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Method Article
Massa phyloproteomics spettrometria-based (MSPP) è stato utilizzato per digitare una collezione di Campylobacter jejuni ssp. Doylei isolati a livello di sforzo rispetto a tipizzazione sequenza multilocus (MLST).
MALDI-TOF MS offre la possibilità di differenziare alcuni batteri non solo a livello di specie e sottospecie ma anche al di sotto, a livello di ceppo. isoforme alleliche del ioni biomarcatori rilevabili provocano spostamenti di massa specifico per isolare. phyloproteomics spettrometria di massa a base di (MSPP) è una tecnica innovativa che combina le spettrometria di massa masse biomarcatori rilevabili in uno schema che consente la deduzione delle relazioni phyloproteomic da isolare specifici turni di massa rispetto a un genoma sequenziato ceppo di riferimento. Le sequenze di amminoacidi dedotta vengono poi utilizzati per calcolare dendrogrammi MSPP-based.
Qui si descrive il flusso di lavoro di MSPP digitando un ssp Campylobacter jejuni. Doylei raccolta isolato di sette ceppi. Tutti e sette i ceppi erano di origine umana e multilocus sequenza di battitura (MLST) dimostrato la loro diversità genetica. MSPP-tipizzazione portato a sette diversi tipi di sequenze MSPP, sufficientemente che riflette la loro PHYrelazioni logenetic.
Il C. jejuni ssp. doylei schema MSPP comprende 14 diversi ioni biomarker, proteine soprattutto ribosomiali nel range di massa di 2 a 11 kDa. MSPP può in linea di principio, essere adattato ad altre piattaforme di spettrometria di massa con una gamma di massa estesa. Pertanto, questa tecnica ha il potenziale per diventare uno strumento utile per la tipizzazione microbica livello di deformazione.
Durante l'ultimo decennio, matrix-assisted laser desorbimento di ionizzazione tempo di volo spettrometria di massa (MALDI-TOF MS) ha avanzato ad essere un metodo standard di grande valore per il genere microbica e l'identificazione delle specie in microbiologia clinica 1, 2. identificazione di specie si basa sulla registrazione di piccole impronte proteici di cellule intatte o lisati cellulari. La gamma di massa tipico di uno spettrometro di massa usata nella routine microbiologia clinica è 2-20 kDa. Inoltre, gli spettri risultante può essere utilizzato per discriminare ceppi ai sotto-specie e sotto-sottospecie livello 3. I primi studi pionieristici hanno identificato specifici ioni biomarker per un particolare sottogruppo di ceppi di Campylobacter jejuni 4, 5 Clostridium difficile, Salmonella enterica ssp. enterica sierotipo Typhi 6, Staphylococcus aureus 7-9, ed Escherichia coli 10 - 12.
La combinazione di diverse masse biomarker variabili corrispondenti alle isoforme alleliche offre la possibilità per il sottotipo più profondo. In precedenza, abbiamo implementato con successo un metodo per convertire queste variazioni nei profili di massa nelle relazioni phyloproteomic significative e riproducibili chiamate di massa phyloproteomics basate spettrometria (MSPP) su un C. jejuni ssp. collezione jejuni isolare 13. MSPP può essere utilizzato una spettrometria di massa equivalente alle tecniche basate sottotipizzazione sequenza del DNA, come la tipizzazione sequenza multilocus (MLST).
Specie Campylobacter sono la principale causa di gastroenterite batterica in tutto il mondo 14, 15. Come conseguenza di Campilobatteriosi sequela post-infettive, cioè, sindrome di Guillain Barre, artrite reattiva e la malattia infiammatoria intestinale può sorgere 16. Le principali fonti di infezione sonodi carni animali contaminati da pollo, tacchino, suino, bovino, ovino e le anatre, il latte e di superficie 15, 17. Pertanto, sono necessari studi di sorveglianza epidemiologica regolari nel contesto della sicurezza alimentare. MLST è il "gold standard" nella tipizzazione molecolare per le specie Campylobacter 18. Poiché il Sanger-sequenziamento metodo MLST base è alta intensità di lavoro, che richiede tempo e relativamente costosa, MLST digitazione è limitata a relativamente piccole coorti isolare. Pertanto, vi è la necessità di metodi sottotipizzazione più economico e rapido. Questa esigenza potrebbe essere soddisfatta con metodi di spettrometria di massa come MSPP.
Questo articolo presenta un protocollo dettagliato per MSPP-tipizzazione mediante una raccolta di Campylobacter jejuni ssp. Doylei isolati e il confronto delle sue potenzialità con MLST.
1. Preparare un ambiente di lavoro sicuro, considerando biosicurezza Condizioni
2. Selezionare di riferimento e la raccolta Isolati
3. Preparare una piastra MALDI target
ATTENZIONE: TFA è un acido forte. L'uso improprio di TFA si assume il rischio di ustioni della pelle, danni agli occhi e grave irritazione of tratto respiratorio superiore se inalato. Pertanto, le misure di sicurezza rigorose devono essere rispettati e è necessario un equipaggiamento di protezione individuale (DPI) tra cui occhiali di sicurezza, visiere, guanti, stivali adeguati, o addirittura una tuta protettiva completa, durante la manipolazione TFA. Possibile esposizione a TFA deve essere controllato da manipolazione della sostanza sotto una ventilazione adeguata con un sistema di ventilazione di scarico efficace. In caso di ventilazione insufficiente, deve essere utilizzato un respiratore con filtro approvato. Inoltre, TFA è nocivo per gli organismi acquatici con effetti di lunga durata. Qualsiasi rilascio di TFA nelle acque reflue per l'ambiente deve essere evitata.
Nota: Prima di individuare i campioni su un bersaglio MALDI, pulire la piastra segnale a fondo se la piastra è stata utilizzata in precedenza.
4. Preparazione di45; ciano-4-idrossi-cinnamico Matrix soluzione acida contenente un Calibrant interno
5. MALDI-TOF spettrometria di massa
Nota: è necessario utilizzare specifiche condizioni di coltura per i microrganismi di interesse. I campioni per MALDI-TOF MS possono essere preparati mediante preparazione striscio o di estrazione, a seconda del microrganismo (vedere la sezione 8.4.1). Mentre il metodo di estrazione di acido formico etanolo-fornisce sufficienti inattivazione degli agenti patogeni, la preparazione striscio deve essere eseguita sotto suffcondizioni di biosicurezza icient come richiesto (vedi capitolo 1). Di solito, non vi è alcun rischio di infezione dopo l'applicazione della matrice, ma per patogeni specifici sono richiesti protocolli specifici inattivazione. Così, per esempio MALDI-TOF MS di specie Nocardia richiede precedente lisi dei batteri in acqua bollente, seguito da precipitazione in etanolo di proteine 23. EI Khéchine et al. sviluppato un procedimento per l'inattivazione di micobatteri, riscaldando le colonie batteriche a 95 ° C per 1 ora in provette con tappo a vite contenenti acqua e 0,5% Tween 20 24.
7. Identificare biomarcatori ioni nel ceppo di riferimento
8. Valutare Biomarker Variabilitànella popolazione
9. Calcolare una filogenesi MSPP-based e confronta con il Gold Standard
In precedenza, abbiamo stabilito con successo un sistema di MSPP per C. jejuni ssp. jejuni 13. Qui, abbiamo voluto estendere il metodo per il fratello sottospecie C. jejuni ssp. doylei. In questo contesto specifico, sette C. jejuni ssp. doylei isolati sono stati acquisiti dalla collezione belga di microrganismi / Laboratorio di Microbiologia UGent BCCM / LMG Gand, in Belgio. Tutti i sette isolati utilizzati per le nostre an...
La fase più critica nella creazione di un sistema MSPP è la determinazione genetica inequivocabile di identità biomarker di ioni. Se non è possibile identificare un biomarker senza dubbio, allora dovrebbe essere escluso dal regime 13.
Il C. ssp. doylei schema jejuni comprende 14 diversi ioni biomarker. Questi sono 5 meno rispetto al C. jejuni ssp. schema jejuni MSPP 13 .La differenza più significativa tra il rilevabile <...
The authors have nothing to disclose.
We are grateful to Hannah Kleinschmidt for excellent technical support. This paper was funded by the Open Access support program of the Deutsche Forschungsgemeinschaft and the publication fund of the Georg August Universität Göttingen.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
acetonitrile | Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany | 34967 | |
Autoflex III TOF/TOF 200 system | Bruker Daltonics, Bremen, Germany | GT02554 G201 | Mass spectrometer |
bacterial test standard BTS | Bruker Daltonics, Bremen, Germany | 604537 | |
BioTools 3.2 SR1 | Bruker Daltonics, Bremen, Germany | 263564 | Software Package |
Bruker IVD Bakterial Test Standard | Bruker Daltonics, Bremen, Germany | 8290190 | 5 tubes |
Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate | Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium | LMG8843 | ATCC 49349;IMVS 1141;NCTC 11951;strain 093 |
Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate | Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium | LMG9143 | Goossens Z90 |
Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate | Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium | LMG7790 | ATCC 49350;CCUG 18265;Kasper 71;LMG 8219;NCTC 11847 |
Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate | Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium | LMG9243 | Goossens N130 |
Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate | Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium | LMG8871 | NCTC A603/87 |
Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate | Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium | LMG9255 | Goossens B538 |
Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate | Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium | LMG8870 | NCTC A613/87 |
Columbia agar base | Merck, Darmstadt, Germany | 1.10455 .0500 | 500 g |
Compass for FlexSeries 1.2 SR1 | Bruker Daltonics, Bremen, Germany | 251419 | Software Package |
defibrinated sheep blood | Oxoid Deutschland GmbH, Wesel, Germany | SR0051 | |
ethanol | Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany | 02854 Fluka | |
formic acid | Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany | F0507 | |
HCCA matrix | Bruker Daltonics, Bremen, Germany | 604531 | |
Kimwipes paper tissue | Kimtech Science via Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany | Z188956 | |
MALDI Biotyper 2.0 | Bruker Daltonics, Bremen, Germany | 259935 | Software Package |
Mast Cryobank vials | Mast Diagnostica, Reinfeld, Germany | CRYO/B | |
MSP 96 polished steel target | Bruker Daltonics, Bremen, Germany | 224989 | |
QIAamp DNA Mini Kit | Qiagen, Hilden, Germany | 51304 | |
recombinant human insulin | Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany | I2643 | |
trifluoroacetic acid | Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany | T6508 | |
water, molecular biology-grade | Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany | W4502 |
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