Name: screening foodstuffs for class 1 integrons and gene cassettes
Uploaded: 2015-06-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 37 s
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ミカエラ·ホール、ラリッサビスポおよび技術支援のためのグスタボ·タバレスに感謝します。

生で食べたり、軽く調理される食品は、ヒトの健康のために最も懸念されます。例としては、サラダ、野菜、果物、甲殻類や甲殻類が含まれます。 1.サンプルの採取<ol><li>汚染を最小限に抑える条件下でサンプルを採取し、輸送中に独立した、クリーンバッグに格納されています。採取した後、サンプルを4℃で保存し、24時間以内に処理されるべきです。 </li></ol> 2.エンリッチド文化の準備<ol><li>果物と野菜： <ol><li>丈夫なビニール袋に材料の約10グラムを配置します。大きな材料を加工する場合は、果物や野菜の皮に集中しています。 90ミリリットルの0.1Mリン酸ナトリウム緩衝液、pH7.0の処理は30秒間パドルブレンダーに加えます。パドルブレンダーが使用できない場合は別の方法として、材料を手動で撹拌することができます。 </li><li> 2 50ミリリットルファルコンチューブ内に液体を収集します。ペレット細菌に7分間4,000×gで遠心分離管。 </lI&gt; <li>上清を慎重に除去し、無菌ルリアベルターニ（LB）ブロス30ml中のペレット化した細菌を中断。 </li><li> 37℃で25℃で1チューブを保持し、他の、シェーカーO / Nでインキュベートします。培養物は、毎分200振動（OPM）で振盪されるべきです。 4℃で保存培養必要になるまで。 </li></ol></li><li>シーフード： <ol><li>滅菌ピンセットとピンセットを用いて、胃（カキ）または消化管（エビ）を解剖し、0.1Mリン酸ナトリウム緩衝液、pH 7.0の200μLを含む滅菌1.5mlチューブに入れます。ホモジネートを作成するためのサンプルを柔らかく。 </li><li> 2滅菌5ミリリットルチューブにLBブロス5mlのを分配し、シーフードホモジネートとそれぞれに接種。 </li><li> 25℃、他の37℃で1チューブを保持する、シェーカーO / Nでインキュベートします。培養物を200 OPMで振とうすべきです。 4℃で保存培養必要になるまで。 </li></ol></li></ol>インテグロン3.スクリーニング文化2濃度で提供される緩衝液を用いて、この方法で使用されています。必要に応じて、ローレンツ（2011）24は、この雑誌の以前の問題で、PCRの最適化とトラブルシューティングの方法を概説しました。 <ol><li>ゆでたDNAの調製： <ol><li>滅菌0.5ミリリットルのPCRチューブに濃縮された培養物100μlを分注します。水浴またはヒートブロックを用いて、10分間99℃にサンプルを加熱します。 2分間氷上で寒さをスナップ。 </li><li> 5分間、14,000×gでマイクロ遠心は、細胞破片をペレット化します。氷に戻ります。 DNAサンプルは、必要になるまで-20℃で凍結することができますが、氷上で解凍する必要があります。 </li></ol></li><li> PCRを使用して、クラス1インテグロンのスクリーニング： 注：O / Nインキュベーションからの混合培養物をHS463a / HS464 PCRプロトコル（ 表1）を使用してクラス1インテグロンについてスクリーニングされます。 <ol><li>任意の潜在的SOUから離れて、氷の上のすべてのPCR試薬を解凍DNAの混入のRCE。陰性対照（ 表2）を含む、サンプルあたり48μlのPCRマスターミックスを構成します。バリアのヒントを使用して、各チューブにPCRマスターミックスの48μLを分注します。 </li><li>バリアのヒントを使用して、個々のPCRチューブに解凍したDNAの2μlを添加します。 PCRサーモに適切なプログラムを実行します。 </li><li>増幅の結果を評価するために、注入し、TBE緩衝液（90 mMトリス - ホウ酸、2mMのEDTA）で実行する2％アガロースゲル上でPCR産物の7μLを電気泳動。 100bpラダーなどの分子量マーカーを含みます。 </li><li>ポストは、DNA染色でゲルを染色し、UVトランスイルミネーターを用いて可視化します。陰性コントロールには増幅がなされていないことを確認してください。任意の特定のサンプルのための周りの470塩基対での強いバンドが混合培養がクラス1インテグロンを運ぶ細菌を含んでいることを示します。純粋なコロニーは今PCR陽性を返された混合培養物から単離されます。 </li></ol></li></ol><ol><li>連続希釈と拡散板： 注：PCR陽性の混合培養物からの単一コロニーを単離するために、混合培養物を連続リン酸ナトリウム緩衝液中で10倍に希釈し、その後、単一コロニーを回収するためにメッキされます。 <ol><li> 0.1Mリン酸ナトリウム緩衝液、pH 7.0の9ミリリットルに混合培養の1ミリリットルを加え、反転により混合します。リン酸緩衝液をさらに9ミリリットルに希釈の1ミリリットルを追加し、10 -8の連続希釈に達するまで繰り返します。 </li><li>二重に、LB寒天上に10 -4〜10 -8希釈液100μLを広げます。最初の混合培養に用いたのと同じ温度でプレートO / Nをインキュベートします。次いで、プレートを、しかし、それは非常に迅速に、単一のコロニーを処理するのが最善である、必要になるまで4℃で保存することができます。 </li></ol></li><li>単一コロニーの選択と煮DNA調製： <ol><li>連続希釈プレートから単一コロニーを選び、SEこのようなコロニーの大きさ、形状、色などの基準を使用して、できるだけ多くの異なるタイプのコロニーをlecting。スプレッドプレートから単一コロニーを選択するために、滅菌爪楊枝を使用してください。 </li><li>コロニーにつまようじをタッチし、次に100μlの滅菌水を含むPCRチューブに移します。多数のコロニーをスクリーニングする場合は、その後コロニーをマイクロタイタートレイ中で調製する​​ことができます。水への細胞の一部を除去するために指の間つまようじをスピン。 </li><li>同じつまようじを使用して、コロニーのストリークを含むLBプレートに接種。各縞は約1cmの長さである場合、多数のコロニーは、標識されたプレート上に記憶することができます。あなたが分離株の適切な数を選択するまで繰り返し、1〜3を繰り返します。 </li><li>最初の富化培養に用いたものと同じ温度で、LBプレートO / Nインキュベートします。必要になるまで、培養物を、次いで、4℃で保存することができます。 </li><li>細菌懸濁液からDNAを調製するために、OUなどの手順に従ってください3.1節でtlined。純粋培養溶解物のスクリーニングのために、3.2節で概説されるようにHS463a / HS464 PCRを行います。 PCR陽性を返すの分離株は、ゲノムDNA（第5節）の製造のための、およびさらなる分析のために使用されます。 </li></ol></li></ol> 25を打つビーズを使用したインテグロン陽性単一コロニーの5のゲノムDNA抽出<ol><li> 4.2節で単離された純粋培養のサンプルとLBブロス5mlの接種。最初の富化培養に使用したのと同じ温度で振とう、O / Nをインキュベートします。 </li><li>ペレット細胞は7分間、4,000×gで、その後、上清を除去します。ライジング行列Eの高速取管で1ミリリットルCLS-TC溶液中でペレット化した細胞を再懸濁します。ビーズ叩解機を用いて、30秒間5.5メートル/秒でサンプルを処理します。 </li><li> 5分間、14,000×gで遠心分離管や滅菌1.5mlチューブに上清700μlのを回復します。 </li><li> M関6と5：1に希釈した結合マトリックスの700μLを追加5分間室温でidiniumチオシアンミックス。 1分間14,000×gで遠心し、上清を捨てます。 </li><li>ペレットを完全に再懸濁されるまで、800μlの塩エタノール洗浄（70％エタノール、0.1 M酢酸ナトリウム）、ボルテックスを追加。 1分間14,000×gで室温で5分間、遠心分離のために洗浄し、上清を捨てます。すべての上清を必要に応じて、マイクロピペットを使用して、削除されたことを確認し、その後5分間空気乾燥させ。 </li><li>ピペッティングにより200μlのTE（10mMのトリス-HCl、1mMのEDTA、pHは7.6）でペレットマトリックスを再懸濁します。 3分間室温でインキュベートします。 3分、転送滅菌チューブに溶出したDNAの160μlのための14,000×gで遠心します。 DNA抽出の収量および完全性をチェックするために2％W / Vアガロースゲル上のゲノムDNA抽出の一部を実行します。精製ゲノムDNAは-20℃で保存し、PCR試験のために必要な場合に、氷上で解凍されます。 </li></ol> 6.診断のPCRおよびDNAシークエンシング注意：セクション5で調製したゲノムDNAは、すべての診断のPCRのために使用され、クラス1インテグロンのための陽性を確認します。 <ol><li>簡単に20秒間14,000×gでDNAサンプルとパルススピンをボルテックス、氷の上でゲノムDNAを解凍します。分離株は、471塩基対のアンプリコン（3.2節）について陽性であることを確認し、HS463a / HS464を使用して、クラス1インテグロンインテグラーゼ遺伝子（ 表1）のためのPCRを繰り返します。 </li><li>種レベルの陽性培養の同定小サブユニットrRNA遺伝子（16S rDNAの）を分析することによって達成されます。プライマーF27 / r1492（ 表1）を用いて16S遺伝子を増幅します。電気泳動を用いてPCR産物を確認してください。すべての細菌のターゲットは、約1450塩基対の16Sアンプリコンを生成する必要があります。 </li><li>種同一性を決定するためのシーケンス16S rRNA遺伝子アンプリコンが、そこステップ6.2からの複数のPCRポジティブである可能性があり、これらの陽性の多くは、同じ細菌種になるので、我々は最初usin異なる種を区別します16S PCR産物gの制限消化。 <ol><li>制限酵素関数hinf 1と16S PCRの一部を消化。任意の4塩基対切断部位致します認識する酵素が、 関数hinf 1は、16Sのターゲットからの良好な多様性を生成し、信頼性の高い、安価な酵素です。 </li></ol></li><li> 30μlの制限は、滅菌チューブにマスターミックス（ 表2）を消化し ​​、未purfied 16S PCR産物の20μlを添加設定します。 37℃の水浴O / Nでインキュベートします。 2％アガロースゲル上でダイジェストを確認してください。 </li><li> 関数hinf 1によって生成される消化パターンをスコア。同じ16S制限プロフィールと分離株は、同じ種である可能性が高いです。むしろ、すべての16S PCR産物は、各関数hinf 1制限パターンの最も3代表での配列を配列決定するよりも。 </li><li>市販のキットを用いて16S PCR産物を精製します。一本鎖エキソヌクレアーゼキットを使用することができるが、列ベースのまたは沈殿法もuninc除去するためにうまく機能しますプライマーおよび一本鎖DNAをorporated。シーケンスプライマーR910（ 表1）を用いてシークエンシング機能によって指定されたような反応をセットアップ16Sアンプリコン。 </li><li> BLASTN機能（NCBIでのDNAデータベースを調べるために、得られたDNA配列を使用し<a href="http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi" target="_blank">http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi</a> ）。 97％以上のヌクレオチド同一性は、通常、種のアイデンティティとします。 </li></ol> 7.マッピングとインテグロンとカセット配列の特徴注：人間が支配生態系から発するクラス1インテグロンは、すべてのサンプルの中で最も一般的なインテグロンである可能性が高いです。これらのインテグロンすべては、最近の単一起源を持っているため、高度に保存されたDNA配列5を持っています。 <ol><li>クラスの間に1人のソースから発するインテグロンと行うことにより、環境試料中に天然に存在するものを区別プライマーを用いたPCRはintI1F165 / intI1R476 10（ 表1）を設定します。 注：環境クラス1インテグロンが任意の製品を生成しませんしながら、臨床的または共生細菌からのクラス1インテグロンは、〜300 bpの産物を生成します。 </li><li>プライマーセットHS458 / HS459とカセットの配列を増幅することにより、臨床インテグロンを特徴づけます。このPCRは、ほとんどのカセットの配列の末端にintI1および3 &#39;保存されたセグメント間の領域を増幅します。カセットの数および同一性は可変であるので、PCR産物の大きさも変化するであろう。 </li><li>アンプリコンを精製し、増幅プライマーのそれぞれを用いて、DNAを配列決定します。 BLASTN機能（使用して、DNAデータベースを調べるために配列を使用<a href="http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi" target="_blank">http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgiを</a> ）。 </li><li>カセットの命名はインテグロン遺伝子カセットのための多くのデータ·堆積するので、標準化された命名法9に従うことを確認Sは矛盾やあいまいな名前を使用します。これらは伝達、病原性や毒性8,21を増加与える遺伝子を含む、新たな表現型をコードすることができるので、新規遺伝子カセットに特に注意を与えます。 注：クラス1インテグロンの前臨床形態は、まだ自然環境に循環します。特に、アクティブテネシー402トランスポゾンにリンクされているものは、ほとんど関心26のものです。これらのインテグロンのカセット配列はプライマーセットHS458 / HS459で増幅されませんが、カセットコンテンツに依存して可変サイズのアンプリコンを生成し、MRG284 / MRG285プライマーセット（ 表1）を用いて増幅することができます。 7.2に概説するようにPCR産物は精製されるべきであり、DNAを配列決定しました。 </li></ol>

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著者らは、開示することは、関連は何もありません。

インテグロンおよびそれらに関連する遺伝子カセットの同定は、潜在的に、新たな日和見病原体の出現を予測する人間の食物連鎖の中に病原体のための経路を追跡し、新たな耐性を特定する際に重要なステップであり、毒性は8,21,26を決定因子。本稿の目的は、そのカセットの配列を特徴付けるし、それらが存在する細菌種を識別し、クラス1インテグロンのためのサンプルをスクリー...

抗生物質の発見は20 世紀の最も偉大な科学的成果の一つでした。しかし、抗生物質の使用や乱用は、抗生物質耐性菌の急速な進化につながっている、これらは現在、21世紀の公衆衛生に深刻な脅威をもたらします。ほとんどの治療の選択肢に耐性細菌株の上昇は、我々は抗菌薬がもはや1,2に効果的である時代に入っている可能性を高めます。 抗生物質耐性を付与する遺伝子機構は年間3百万のすることによって、ヒトおよび抗生物質選択圧をより以前、古代のシステムです。このようなプラスミド、トランスポゾン、ゲノムの島々 、統合的な接合要素とインテグロンなどのモバイル遺伝的要素は、内および細菌種4との間の両方の抗生物質耐性遺伝子（ARG）を広めることができます。これらのうち、インテグロンはもかかわらず、ARGの普及において中心的な役割を果たしてきました彼らは細菌ゲノム5への動員および挿入するためのプラスミドおよびトランスポゾンに依存しているという事実。インテグロンはインテグロンインテグラーゼを用いた遺伝子カセットをキャプチャして、[エンコードされインテグロンプロモーター6,7（ 図1）を使用して、カセットを発現します。 インテグロン遺伝子カセットは、その製品の抗生物質や消毒剤8に対する抵抗性を付与することができる単一のオープンリーディングフレーム（ORF）からなる小型のモバイル要素です。クラス1インテグロンは、最も一般的に、それらをまとめて130の異なる抗生物質耐性遺伝子カセット9を介して取得した臨床分離株5から回収インテグロンです。 人間関連共生や病原性細菌へのクラス1インテグロンの広がりは、これらの遺伝子エレメント10の多くが含まれている人間の廃棄物の流れを生成します。クラス1インテグロンが含まれている推定10 19細菌が毎年下水汚泥を経てリリースされた私nはイギリス11。これは、抗生物質耐性を付与するクラス1インテグロンは今野生の鳥類、魚類、および他の野生生物の12-14の微生物叢中に検出されていることは驚くべきことではありません。新しい遺伝子カセットなどのモバイル要素と複雑な再配列の取得は、特に下水処理場や他の水域15-18で、引き続き発生するので、戻って環境にインテグロンを解放すると、重大な公衆衛生上の脅威をもたらします。自然環境は、新しい耐性決定と日和見病原体19,20のための肥沃な募集の地面になります。新規インテグロン含有細菌や新しいargsが汚染された水や食物21,22を通じて人間社会に戻って一周することができます。環境ARGSのサーベイランスは、理解と将来23に抗生物質耐性を管理するための重要な戦略です。具体的には、注意が生で食べたりしている食品に支払われるべきですこれらは、新しいモバイル要素と病原体の伝播のための最大の脅威を提示するので軽く、調理。 食品中のクラス1インテグロンおよびそれらに関連する遺伝子カセットが概説されて、検出、同定および特徴づけるためのこのプロトコルでは、効率的なアプローチ（ 図2）。培養およびポリメラーゼ連鎖反応（PCR）の組み合わせを使用して、インテグロンは急速に複雑な細菌群集及び個々の分離株で検出することができます。細菌およびインテグロン関連遺伝子カセットの立体構造と同一の種を同定するための方法が挙げられます。この方法は、植物及び動物の食品の広い範囲に適しており、典型的なワークフローの例は、これらの食品の種類ごとに与えられています。

<table><tbody><tr><td>GoTaq Colourless Mastermix</td><td>Promega</td><td>M7132</td><td>Used in all PCRs</td></tr><tr><td>RNAse (Ribonuclease A from bovine pancreas)</td><td>Sigma</td><td>R6513-10MG</td><td>Used in all PCRs</td></tr><tr><td>HinFI restriction enzyme</td><td>Promega</td><td>R6201</td><td>Used to digest 16S rDNA PCR poducts. Enzyme comes with optimal buffer and BSA</td></tr><tr><td>100 bp ladder</td><td>GE Healthcare</td><td>27400701</td><td>Used as a size standard on all agarose gels</td></tr><tr><td>GelRed DNA stain</td><td>Biotium</td><td>41003</td><td>CAUTION: Personal protection must be worn when handling this material</td></tr><tr><td>Guanidinium thiocyanate</td><td>Life Technologies</td><td>AM9422</td><td>CAUTION: Personal protection must be worn when handling this material</td></tr><tr><td>CLS-TC Solution</td><td>MP Biomedicals</td><td>6540409</td><td>Resuspension solution used at the begining of the genomic DNA extraction</td></tr><tr><td>Lysing Matrix E FastPrep tubes</td><td>MP Biomedicals</td><td>116914500</td><td>Tube required for mechanical disruption of bacterial cell walls. This code is used for packs of 500 tubes, smaller quantities are available.</td></tr><tr><td>Binding matrix</td><td>MP Biomedicals</td><td>116540408</td><td>Diluted 1:5 with 6 M guanidinium thiocyanate and used in the genomic DNA extraction method.</td></tr><tr><td>Fast Prep machine</td><td>MP Biomedicals</td><td>Number of options available</td><td>MP Biomedicals has a number of FastPrep machines available to purchase. Visit &lt;a href=&quot;http://www.mpbio.com&quot; target=&quot;_blank&quot;&gt;http://www.mpbio.com&lt;/a&gt; for more information</td></tr></tbody></table>

screening foodstuffs for class 1 integrons and gene cassettes

Antibiotic resistance is one of the greatest threats to health in the 21st century. Acquisition of resistance genes via lateral gene transfer is a major factor in the spread of diverse resistance mechanisms. Amongst the DNA elements facilitating lateral transfer, the class 1 integrons have largely been responsible for spreading antibiotic resistance determinants amongst Gram negative pathogens. In total, these integrons have acquired and disseminated over 130 different antibiotic resistance genes. With continued antibiotic use, class 1 integrons have become ubiquitous in commensals and pathogens of humans and their domesticated animals. As a consequence, they can now be found in all human waste streams, where they continue to acquire new genes, and have the potential to cycle back into humans via the food chain. This protocol details a streamlined approach for detecting class 1 integrons and their associated resistance gene cassettes in foodstuffs, using culturing and PCR. Using this protocol, researchers should be able to: collect and prepare samples to make enriched cultures and screen for class 1 integrons; isolate single bacterial colonies to identify integron-positive isolates; identify bacterial species that contain class 1 integrons; and characterize these integrons and their associated gene cassettes.

intI1用混合培養し、細菌分離株のスクリーニングプライマーセットHS463a / HS464 PCRは、クラス1インテグロン、インテグラーゼ遺伝子、intI1（ 図1）の存在を検出することができます。このプライマーセットは、混合培養でintI1を検出するためにうまく機能し、また、拡散板（ 図2）から回収した細菌コロニーをスクリーニングするために?...

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Screening Foodstuffs for Class 1 Integrons and Gene Cassettes

This protocol describes the detection of class 1 integrons and their associated gene cassettes in foodstuffs.

クラス1インテグロンおよび遺伝子カセットのための食品のスクリーニング

Antibiotic resistance is one of the greatest threats to health in the 21st century. Acquisition of resistance genes via lateral gene transfer is a major ...

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Research

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9.0K ビュー.  Macquarie University. This protocol describes the detection of class 1 integrons and their associated gene cassettes in foodstuffs. 

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Site-specific Bacterial Chromosome Engineering: &#934;C31 Integrase Mediated Cassette Exchange (IMCE)

The bacterial chromosome may be used to stably maintain foreign DNA in the mega-base range1. Integration into the chromosome circumvents issues such as plasmid replication, plasmid stability, plasmid incompatibility, and plasmid copy number variance. This method uses the site-specific integrase from the Streptomyces phage (&Phi;) C312,3. The &Phi;C31 integrase catalyzes a direct recombination between two specific DNA sites: attB and attP (34 and 39 bp, respectively)4. This recombination is stable and does not revert5. A "landing pad" (LP) sequence consisting of a spectinomycin- resistance gene, aadA (SpR), and the E. coli &szlig;-glucuronidase gene (uidA) flanked by attP sites has been integrated into the chromosomes of Sinorhizobium meliloti, Ochrobactrum anthropi, and Agrobacterium tumefaciens in an intergenic region, the ampC locus, and the tetA locus, respectively. S. meliloti is used in this protocol. Mobilizable donor vectors containing attB sites flanking a stuffer red fluorescent protein (rfp) gene and an antibiotic resistance gene have also been constructed. In this example the gentamicin resistant plasmid pJH110 is used. The rfp gene6 may be replaced with a desired construct using SphI and PstI. Alternatively a synthetic construct flanked by attB sites may be sub-cloned into a mobilizable vector such as pK19mob7. The expression of the &Phi;C31 integrase gene (cloned from pHS628) is driven by the lac promoter, on a mobilizable broad host range plasmid pRK78139.
A tetraparental mating protocol is used to transfer the donor cassette into the LP strain thereby replacing the markers in the LP sequence with the donor cassette. These cells are trans-integrants. Trans-integrants are formed with a typical efficiency of 0.5%. Trans-integrants are typically found within the first 500-1,000 colonies screened by antibiotic sensitivity or blue-white screening using 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-beta-D-glucuronic acid (X-gluc). This protocol contains the mating and selection procedures for creating and isolating trans-integrants.

A quick and efficient method to integrate foreign DNA of interest into pre-made acceptor strains, termed landing pad strains, is described. The method allows site-specific integration of a DNA cassette into the engineered landing pad locus of a given strain, through conjugation and expression of the &#934;C31 integrase.

サイト固有の細菌染色体工学：ΦC31インテグラーゼを介したカセット取引所（IMCE）

The bacterial chromosome may be used to stably maintain foreign DNA in the mega-base range1. Integration into the chromosome circumvents issues such as ...

生物工学

Producing Gene Deletions in Escherichia coli by P1 Transduction with Excisable Antibiotic Resistance Cassettes

A first approach to study the function of an unknown gene in bacteria is to create a knock-out of this gene. Here, we describe a robust and fast protocol for transferring gene deletion mutations from one Escherichia coli strain to another by using generalized transduction with the bacteriophage P1. This method requires that the mutation be selectable (e.g., based on gene disruptions using antibiotic cassette insertions). Such antibiotic cassettes can be mobilized from a donor strain and introduced into a recipient strain of interest to quickly and easily generate a gene deletion mutant. The antibiotic cassette can be designed to include flippase recognition sites that allow the excision of the cassette by a site-specific recombinase to produce a clean knock-out with only a ~100-base-pair-long scar sequence in the genome. We demonstrate the protocol by knocking out the tamA gene encoding an assembly factor involved in autotransporter biogenesis and test the effect of this knock-out on the biogenesis and function of two trimeric autotransporter adhesins. Though gene deletion by P1 transduction has its limitations, the ease and speed of its implementation make it an attractive alternative to other methods of gene deletion.

Producing Gene Deletions in Escherichia coli by P1 Transduction with Excisable Antibiotic Resistance Cassettes

Here we present a protocol for the use of pre-existing antibiotic resistance-cassette deletion constructs as a basis for making deletion mutants in other E. coli strains. Such deletion mutations can be mobilized and inserted into the corresponding locus of a recipient strain using P1 bacteriophage transduction.

物品税課税対象の抗生物質耐性カセット P1 伝達による大腸菌の遺伝子の削除を生産

A first approach to study the function of an unknown gene in bacteria is to create a knock-out of this gene. Here, we describe a robust and fast protocol ...

遺伝学

Site-Directed &#966;C31-Mediated Integration and Cassette Exchange in Anopheles Vectors of Malaria

Functional genomic analysis and related strategies for genetic control of malaria rely on validated and reproducible methods to accurately modify the genome of Anopheles mosquitoes. Amongst these methods, the &#966;C31 system allows precise and stable site-directed integration of transgenes, or the substitution of integrated transgenic cassettes via recombinase-mediated cassette exchange (RMCE). This method relies on the action of the Streptomyces &#966;C31 bacteriophage integrase to catalyze recombination between two specific attachment sites designated attP (derived from the phage) and attB (derived from the host bacterium). The system uses one or two attP sites that have been integrated previously into the mosquito genome and attB site(s) in the donor template DNA. Here we illustrate how to stably modify the genome of attP-bearing Anopheles docking lines using two plasmids: an attB-tagged donor carrying the integration or exchange template and a helper plasmid encoding the &#966;C31 integrase. We report two representative results of &#966;C31-mediated site-directed modification: the single integration of a transgenic cassette in An. stephensi and RMCE in An. gambiae mosquitoes. &#966;C31-mediated genome manipulation offers the advantage of reproducible transgene expression from validated, fitness neutral genomic sites, allowing comparative qualitative and quantitative analyses of phenotypes. The site-directed nature of the integration also substantially simplifies the validation of the single insertion site and the mating scheme to obtain a stable transgenic line. These and other characteristics make the &#966;C31 system an essential component of the genetic toolkit for the transgenic manipulation of malaria mosquitoes and other insect vectors.

The protocol describes how to achieve site-directed modifications in the genome of Anopheles malaria mosquitoes using the &#966;C31 system. Modifications described include both the integration and the exchange of transgenic cassettes in the genome of attP-bearing docking lines.

マラリアのアノフェレスベクターにおける部位特異的φC31媒介集積分とカセット交換

Functional genomic analysis and related strategies for genetic control of malaria rely on validated and reproducible methods to accurately modify the ...

Detection of Horizontal Gene Transfer Mediated by Natural Conjugative Plasmids in E. coli

Conjugation represents one of the main mechanisms facilitating horizontal gene transfer in Gram-negative bacteria. This work describes methods for the study of the mobilization of naturally occurring conjugative plasmids, using two naturally-occurring plasmids as an example. These protocols rely on the differential presence of selectable markers in donor, recipient, and conjugative plasmid. Specifically, the methods described include 1) the identification of natural conjugative plasmids, 2) the quantification of conjugation rates in solid culture, and 3) the diagnostic detection of the antibiotic resistance genes and plasmid replicon types in transconjugant recipients by polymerase chain reaction (PCR). The protocols described here have been developed in the context of studying the evolutionary ecology of horizontal gene transfer, to screen for the presence of conjugative plasmids carrying antibiotic-resistance genes in bacteria found in the environment. The efficient transfer of conjugative plasmids observed in these experiments in culture highlights the biological relevance of conjugation as a mechanism promoting horizontal gene transfer in general and the spread of antibiotic resistance in particular.

Detection of Horizontal Gene Transfer Mediated by Natural Conjugative Plasmids in E. coli

Conjugation mediates horizontal gene transfer by mobilizing plasmid DNA across two different cells, facilitating the spread of beneficial genes. This work describes a widely-used method for the efficient detection of conjugative plasmid transfer, based on the use of differential markers in the conjugative plasmid, donor, and recipient to detect transconjugation.

大腸菌における天然接合プラスミドを介した遺伝子水平伝播の検出

Conjugation represents one of the main mechanisms facilitating horizontal gene transfer in Gram-negative bacteria. This work describes methods for the ...

Screening and Isolation of C-Glycoside-Cleaving Intestinal Bacteria

C-glycosides are commonly found in medicinal plants and exhibit extensive structural diversity along with various bioactivities, including antibacterial, anti-inflammatory, antiviral, antioxidant, and antineoplastic activities. In C-glycosides, the anomeric carbon of the sugar moiety is directly connected to an aglycone through carbon-carbon bonding. Compared with O-glycosides, C-glycosides are structurally stable and resistant to acids and enzymes. Consequently, they are typically unbreakable, resulting in poor absorbability and low bioavailability. Interestingly, some intestinal bacteria can cleave C-C glycosidic bonds, providing a specific and environmentally friendly biological approach to degrade C-glycosides. In this study, a set of standard operating procedures (SOPs) was developed for screening intestinal bacteria capable of cleaving C-C glycosidic bonds based on the biotransformation model of natural compounds. The SOPs include the preparation and enrichment of intestinal bacteria, activity-oriented screening, and activity validation in a low-carbon source medium. This methodology provides a foundational reference for researchers aiming to isolate and study these specialized functional bacteria.

This study establishes a set of standard operating procedures (SOPs) for efficiently screening and isolating intestinal bacteria capable of cleaving C-glycosides.

C-グリコシド切断腸内細菌のスクリーニングと単離

C-glycosides are commonly found in medicinal plants and exhibit extensive structural diversity along with various bioactivities, including antibacterial, ...

生化学

A High-throughput Platform for the Screening of Salmonella spp./Shigella spp.

Fecal-oral transmission of acute gastroenteritis occurs from time to time, especially when people who handled food and water are infected by Salmonella spp./Shigella spp. The gold standard method for the detection of Salmonella spp./Shigella spp. is direct culture but this is labor-intensive and time-consuming. Here, we describe a high-throughput platform for Salmonella spp./Shigella spp. screening, using real-time polymerase chain reaction (PCR) combined with guided culture. There are two major stages: real-time PCR and the guided culture. For the first stage (real-time PCR), we explain each step of the method: sample collection, pre-enrichment, DNA extraction and real-time PCR. If the real-time PCR result is positive, then the second stage (guided culture) is performed: selective culture, biochemical identification and serological characterization. We also illustrate representative results generated from it. The protocol described here would be a valuable platform for the rapid, specific, sensitive and high-throughput screening of Salmonella spp./Shigella spp.

A High-throughput Platform for the Screening of Salmonella spp./Shigella spp.

Salmonella spp./Shigella spp. are common pathogens attributed to diarrhea. Here, we describe a high-throughput platform for the screening of Salmonella spp./Shigella spp. using real-time PCR combined with guided culture.

サルモネラ属菌のスクリーニングのための高スループット プラットフォーム/赤痢菌属

Fecal-oral transmission of acute gastroenteritis occurs from time to time, especially when people who handled food and water are infected by Salmonella ...

免疫・感染学

Using Coculture to Detect Chemically Mediated Interspecies Interactions

In nature, bacteria rarely exist in isolation; they are instead surrounded by a diverse array of other microorganisms that alter the local environment by secreting metabolites. These metabolites have the potential to modulate the physiology and differentiation of their microbial neighbors and are likely important factors in the establishment and maintenance of complex microbial communities. We have developed a fluorescence-based coculture screen to identify such chemically mediated microbial interactions. The screen involves combining a fluorescent transcriptional reporter strain with environmental microbes on solid media and allowing the colonies to grow in coculture. The fluorescent transcriptional reporter is designed so that the chosen bacterial strain fluoresces when it is expressing a particular phenotype of interest (i.e. biofilm formation, sporulation, virulence factor production, etc.) Screening is performed under growth conditions where this phenotype is not expressed (and therefore the reporter strain is typically nonfluorescent). When an environmental microbe secretes a metabolite that activates this phenotype, it diffuses through the agar and activates the fluorescent reporter construct. This allows the inducing-metabolite-producing microbe to be detected: they are the nonfluorescent colonies most proximal to the fluorescent colonies. Thus, this screen allows the identification of environmental microbes that produce diffusible metabolites that activate a particular physiological response in a reporter strain. This publication discusses how to: a) select appropriate coculture screening conditions, b) prepare the reporter and environmental microbes for screening, c) perform the coculture screen, d) isolate putative inducing organisms, and e) confirm their activity in a secondary screen. We developed this method to screen for soil organisms that activate biofilm matrix-production in Bacillus subtilis; however, we also discuss considerations for applying this approach to other genetically tractable bacteria.

Bacteria produce secreted compounds that have the potential to affect the physiology of their microbial neighbors. Here we describe a coculture screen that allows detection of such chemically mediated interspecies interactions by mixing soil microbes with fluorescent transcriptional reporter strains of Bacillus subtilis on solid media.

化学的に媒介種間相互作用を検出するための共培養を使用して

In nature, bacteria rarely exist in isolation; they are instead surrounded by a diverse array of other microorganisms that alter the local environment by ...

生物学

多剤排出システムの特性評価のための単一コピー遺伝子発現

Characterizing Multidrug Efflux Systems in Acinetobacter baumannii Using an Efflux&#45;Deficient Bacterial Strain and a Single&#45;Copy Gene Expression System

Acinetobacter baumannii is recognized as a challenging Gram-negative pathogen due to its widespread resistance to antibiotics. It is crucial to comprehend the mechanisms behind this resistance to design new and effective therapeutic options. Unfortunately, our ability to investigate these mechanisms in A. baumannii is hindered by the paucity of suitable genetic manipulation tools. Here, we describe methods for utilizing a chromosomal mini-Tn7-based system to achieve single-copy gene expression in an A. baumannii strain that lacks functional RND-type efflux mechanisms. Single-copy insertion and inducible efflux pump expression are quite advantageous, as the presence of RND efflux operons on high-copy number plasmids is often poorly tolerated by bacterial cells. Moreover, incorporating recombinant mini-Tn7 expression vectors into the chromosome of a surrogate A. baumannii host with increased efflux sensitivity helps circumvent interference from other efflux pumps. This system is valuable not only for investigating uncharacterized bacterial efflux pumps but also for assessing the effectiveness of potential inhibitors targeting these pumps.

著者スポットライト:排出欠損細菌株と単一コピー遺伝子発現システムを使用した抗生物質耐性研究の進歩

We describe a facile procedure for the single-copy chromosomal complementation of an efflux pump gene using a mini-Tn7-based expression system into an engineered efflux-deficient strain of Acinetobacter baumannii. This precise genetic tool allows for controlled gene expression, which is key for the characterization of efflux pumps in multidrug resistant pathogens.

排出不全細菌株と単一コピー遺伝子発現システムを用いた アシネトバクター・バウマニの 多剤排出システムの特性評価

Acinetobacter baumannii is recognized as a challenging Gram-negative pathogen due to its widespread resistance to antibiotics. It is crucial to comprehend ...

クラス1インテグロンおよび遺伝子カセットのための食品のスクリーニング

要約

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サイト固有の細菌染色体工学：ΦC31インテグラーゼを介したカセット取引所（IMCE）

物品税課税対象の抗生物質耐性カセット P1 伝達による大腸菌の遺伝子の削除を生産

マラリアのアノフェレスベクターにおける部位特異的φC31媒介集積分とカセット交換

大腸菌における天然接合プラスミドを介した遺伝子水平伝播の検出

C-グリコシド切断腸内細菌のスクリーニングと単離

サルモネラ属菌のスクリーニングのための高スループットプラットフォーム/赤痢菌属

化学的に媒介種間相互作用を検出するための共培養を使用して

排出不全細菌株と単一コピー遺伝子発現システムを用いたアシネトバクター・バウマニの多剤排出システムの特性評価

排出不全細菌株と単一コピー遺伝子発現システムを用いたアシネトバクター・バウマニの多剤排出システムの特性評価

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クラス1インテグロンおよび遺伝子カセットのための食品のスクリーニング

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サイト固有の細菌染色体工学：ΦC31インテグラーゼを介したカセット取引所（IMCE）

物品税課税対象の抗生物質耐性カセット P1 伝達による大腸菌の遺伝子の削除を生産

マラリアのアノフェレスベクターにおける部位特異的φC31媒介集積分とカセット交換

大腸菌における天然接合プラスミドを介した遺伝子水平伝播の検出

C-グリコシド切断腸内細菌のスクリーニングと単離

サルモネラ属菌のスクリーニングのための高スループット プラットフォーム/赤痢菌属

化学的に媒介種間相互作用を検出するための共培養を使用して

排出不全細菌株と単一コピー遺伝子発現システムを用いた アシネトバクター・バウマニの 多剤排出システムの特性評価

排出不全細菌株と単一コピー遺伝子発現システムを用いた アシネトバクター・バウマニの 多剤排出システムの特性評価

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サルモネラ属菌のスクリーニングのための高スループットプラットフォーム/赤痢菌属

排出不全細菌株と単一コピー遺伝子発現システムを用いたアシネトバクター・バウマニの多剤排出システムの特性評価

排出不全細菌株と単一コピー遺伝子発現システムを用いたアシネトバクター・バウマニの多剤排出システムの特性評価

排出不全細菌株と単一コピー遺伝子発現システムを用いたアシネトバクター・バウマニの多剤排出システムの特性評価