Name: subtyping of campylobacter jejuni ssp. doylei isolates using mass spectrometry-based phyloproteomics (mspp)
Uploaded: 2016-10-30T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Subtyping of Campylobacter jejuni ssp. doylei Isolates Using Mass Spectrometry-based PhyloProteomics MSPP at JoVE.com

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 Universita&#776;t Go&#776;ttingen.

1. Bereiten eines sicheren Arbeitsplatzes durch die biologische Sicherheit Bedingungen Unter Berücksichtigung <ol><li> Machen Sie sich vertraut mit den Labor- und Sicherheitsbestimmungen, die mit Mikroorganismen für die Arbeit relevant sind. Die meisten humanpathogenen Mikroorganismen müssen bei Biosicherheitsstufe 2 Bedingungen , aber einige, wie Salmonella enterica Serovar Typhi, erfordern 3. Informationen Biosicherheitsstufe auf Ebene behandelt werden , um jeden Erreger der Handhabung kann bei www.cdc.g...

<ol>
	<li>Seng, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ongoing+revolution+in+bacteriology:+routine+identification+of+bacteria+by+matrix-assisted+laser+desorption+ionization+time-of-flight+mass+spectrometry.">Ongoing revolution in bacteriology: routine identification of bacteria by matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry.</a> Clin Infect Dis. 49 (4), 543-551 (2009).</li><li>Bader, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MALDI-TOF-MS-based+species+identification+and+typing+approaches+in+medical+mycology.">MALDI-TOF-MS-based species identification and typing approaches in medical mycology.</a> Proteomics. 13 (5), 788-799 (2013).</li><li>Sandrin, T. R., Goldstein, J. 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A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ribosomal+multilocus+sequence+typing:+universal+characterization+of+bacteria+from+domain+to+strain.">Ribosomal multilocus sequence typing: universal characterization of bacteria from domain to strain.</a> Microbiology. 158, 1005-1015 (2012).</li><li>Suarez, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ribosomal+proteins+as+biomarkers+for+bacterial+identification+by+mass+spectrometry+in+the+clinical+microbiology+laboratory.">Ribosomal proteins as biomarkers for bacterial identification by mass spectrometry in the clinical microbiology laboratory.</a> J Microbiol Methods. 94 (3), 390-396 (2013).</li><li>Teramoto, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phylogenetic+classification+of+Pseudomonas+putida+strains+by+MALDI-MS+using+ribosomal+subunit+proteins+as+biomarkers.">Phylogenetic classification of Pseudomonas putida strains by MALDI-MS using ribosomal subunit proteins as biomarkers.</a> Anal Chem. 79 (22), 8712-8719 (2007).</li><li>Teramoto, K., Kitagawa, W., Sato, H., Torimura, M., Tamura, T., Tao, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phylogenetic+analysis+of+Rhodococcus+erythropolis+based+on+the+variation+of+ribosomal+proteins+as+observed+by+matrix-assisted+laser+desorption+ionization-mass+spectrometry+without+using+genome+information.">Phylogenetic analysis of Rhodococcus erythropolis based on the variation of ribosomal proteins as observed by matrix-assisted laser desorption ionization-mass spectrometry without using genome information.</a> J Biosci Bioeng. 108 (4), 348-353 (2009).</li><li>Bernhard, M., Weig, M., Zautner, A. E., Gross, U., Bader, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yeast+on-target+lysis+(YOTL),+a+procedure+for+making+auxiliary+mass+spectrum+data+sets+for+clinical+routine+identification+of+yeasts.">Yeast on-target lysis (YOTL), a procedure for making auxiliary mass spectrum data sets for clinical routine identification of yeasts.</a> J Clin Microbiol. 52 (12), 4163-4167 (2014).</li><li>Stark, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mass+spectrometric+profiling+of+Bacillus+cereus+strains+and+quantitation+of+the+emetic+toxin+cereulide+by+means+of+stable+isotope+dilution+analysis+and+HEp-2+bioassay.">Mass spectrometric profiling of Bacillus cereus strains and quantitation of the emetic toxin cereulide by means of stable isotope dilution analysis and HEp-2 bioassay.</a> Anal Bioanal Chem. 405 (1), 191-201 (2012).</li></ol>

Der wichtigste Schritt bei der Einrichtung eines MSPP Regelung ist die eindeutige genetische Bestimmung von Biomarkern Ionen-Identitäten. Wenn es nicht möglich ist , einen Biomarkers zweifellos zu identifizieren, dann sollte es aus dem Schema 13 ausgeschlossen. Die C. jejuni ssp. doylei Schema enthält 14 verschiedene Biomarker - Ionen. Diese sind 5 weniger im Vergleich zu dem C. jejuni ssp. jejuni MSPP Schema 13 .Die wesentlichste ...

Während des letzten Jahrzehnts, Matrix-assistierte Laser - Desorptions - Ionisations -Flugzeit-Massenspektrometrie (MALDI-TOF - MS) fortgeschritten in der klinischen Mikrobiologie 1, ein hoch geschätzter Standardmethode zur mikrobiellen Gattung und Art Identifizierung zu sein 2. Spezies Identifizierung wird auf die Aufzeichnung von kleinen Protein Fingerabdrücke von intakten Zellen oder Zell-Lysaten basiert. Der typische Massenbereich für eine Masse in der klinischen Routine Mikrobiologie verwendeten Spektrometer 2-20 kDa. Zusätzlich kann die resultierenden Spektren verwendet werden , Stämme bei den unten Spezies und unter subspecies Ebene 3 zu unterscheiden. Frühe Pionier Studien haben spezifische Biomarker - Ionen für eine bestimmte Untergruppe von Stämmen in Campylobacter jejuni 4, Clostridium difficile 5, Salmonella enterica ssp. enterica Serovar Typhi 6, Staphylococcus aureus 7 bis 9, und Escherichia coli 10 bis 12. Die Kombination mehrerer variabler Biomarkers Massen allelische Isoformen entsprechenden bietet die Möglichkeit, für tiefere Subtyping. Früher führten wir erfolgreich eine Methode , um diese Variationen in Massenprofile in aussagekräftige und reproduzierbare phyloproteomic Beziehungen Massenspektrometrie phyloproteomics (MSPP) auf einem C genannt zu konvertieren jejuni ssp. jejuni - Isolat Sammlung 13. MSPP eine massenspektrometrische äquivalent zu DNA-Sequenz basiert Subtyping Techniken wie multilocus Sequenz Typisierung (MLST) verwendet werden. Campylobacter - Arten sind die Hauptursache von bakterieller Gastroenteritis weltweit 14, 15. Als Folge der Campylobacteriosis postinfektiöse sequela, nämlich Guillain Barré - Syndrom, reaktive Arthritis und entzündlicher Darmerkrankung kann 16 entstehen. Die Hauptinfektionsquellen sindkontaminiertes Tierfleisch aus Huhn, Pute, Schwein, Rind, Schaf und Enten, Milch und Oberflächenwasser 15, 17. regelmäßige epidemiologische Überwachung Studien im Zusammenhang mit der Lebensmittelsicherheit sind daher notwendig. MLST ist der &quot;Goldstandard&quot; in der molekularen Typisierung für Campylobacter - Arten 18. Weil die Sanger-Sequenzierung basiert MLST Verfahren ist arbeitsintensiv, zeitaufwendig und relativ teuer ist MLST typing auf relativ kleine Isolat Kohorten beschränkt. Daher besteht ein Bedarf an preiswerter und schneller Subtypisierung Methoden. Dieser Bedarf könnte durch massenspektrometrische Methoden wie MSPP erfüllt werden. In diesem Beitrag wird ein ausführliches Protokoll für MSPP-Typisierung eine Sammlung von Campylobacter jejuni ssp. Doylei Isolate und Vergleich seines Potentials mit MLST.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1348">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">acetonitrile</td>
			<td style="width:663px;">Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany</td>
			<td style="width:119px;">34967</td>
			<td style="width:337px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Autoflex III TOF/TOF 200 system</td>
			<td style="width:663px;">Bruker Daltonics, Bremen, Germany</td>
			<td style="width:119px;">GT02554 G201</td>
			<td>Mass spectrometer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">bacterial test standard BTS</td>
			<td style="width:663px;">Bruker Daltonics, Bremen, Germany</td>
			<td style="width:119px;">604537</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">BioTools 3.2 SR1</td>
			<td style="width:663px;">Bruker Daltonics, Bremen, Germany</td>
			<td>263564</td>
			<td>Software Package</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Bruker IVD Bakterial Test Standard</td>
			<td style="width:663px;">Bruker Daltonics, Bremen, Germany</td>
			<td style="width:119px;">8290190</td>
			<td>5 tubes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate&#160;</td>
			<td>Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium</td>
			<td>LMG8843</td>
			<td>ATCC 49349;IMVS 1141;NCTC 11951;strain 093</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate&#160;</td>
			<td>Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium</td>
			<td>LMG9143</td>
			<td>Goossens Z90</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate&#160;</td>
			<td>Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium</td>
			<td>LMG7790</td>
			<td>ATCC 49350;CCUG 18265;Kasper 71;LMG 8219;NCTC 11847</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate&#160;</td>
			<td>Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium</td>
			<td>LMG9243</td>
			<td>Goossens N130</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate&#160;</td>
			<td>Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium</td>
			<td>LMG8871</td>
			<td>NCTC A603/87</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate&#160;</td>
			<td>Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium</td>
			<td>LMG9255</td>
			<td>Goossens B538</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate&#160;</td>
			<td>Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium</td>
			<td>LMG8870</td>
			<td>NCTC A613/87</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Columbia agar base&#160;</td>
			<td>Merck, Darmstadt, Germany</td>
			<td style="width:119px;">1.10455 .0500</td>
			<td>500 g</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Compass for FlexSeries 1.2 SR1</td>
			<td style="width:663px;">Bruker Daltonics, Bremen, Germany</td>
			<td>251419</td>
			<td>Software Package</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">defibrinated sheep blood&#160;</td>
			<td>Oxoid Deutschland GmbH, Wesel, Germany</td>
			<td>SR0051</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">ethanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany</td>
			<td style="width:119px;">02854 Fluka</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">formic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany</td>
			<td style="width:119px;">F0507</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">HCCA matrix</td>
			<td style="width:663px;">Bruker Daltonics, Bremen, Germany</td>
			<td style="width:119px;">604531</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Kimwipes paper tissue</td>
			<td style="width:663px;">Kimtech Science via Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany</td>
			<td>Z188956</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">MALDI Biotyper 2.0</td>
			<td style="width:663px;">Bruker Daltonics, Bremen, Germany</td>
			<td>259935</td>
			<td>Software Package</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Mast Cryobank vials</td>
			<td>Mast Diagnostica, Reinfeld, Germany</td>
			<td style="width:119px;">CRYO/B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">MSP 96 polished steel target</td>
			<td style="width:663px;">Bruker Daltonics, Bremen, Germany</td>
			<td>224989</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">QIAamp DNA Mini Kit&#160;</td>
			<td style="width:663px;">Qiagen, Hilden, Germany</td>
			<td style="width:119px;">51304</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">recombinant human insulin</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany</td>
			<td style="width:119px;">I2643</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">trifluoroacetic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany</td>
			<td style="width:119px;">T6508</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">water, molecular biology-grade</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany</td>
			<td style="width:119px;">W4502</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

subtyping of campylobacter jejuni ssp. doylei isolates using mass spectrometry-based phyloproteomics (mspp)

MALDI-TOF-MS bietet die Möglichkeit, einige Bakterien nicht nur auf die Art und Unterart Ebene zu unterscheiden, sondern auch unten auf Stammebene. Allelische Isoformen der nachweisbaren Biomarker-Ionen führen zu Isolat-spezifische Massenverschiebungen. Die Massenspektrometrie-basierte phyloproteomics (MSPP) ist eine neuartige Technik, die die massenspektrometrische nachweisbar Biomarkers Massen in einem System kombiniert, das Abzug von phyloproteomic Beziehungen von Isolat spezifischen Massenverschiebungen im Vergleich zu einem Genom-Referenzstamm sequenziert werden kann. Die abgeleiteten Aminosäuresequenzen werden dann verwendet, MSPP Basis Dendrogramme zu berechnen. Hier beschreiben wir den Workflow von MSPP durch eine Campylobacter jejuni ssp eingeben. Doylei Isolat Sammlung von sieben Stämme. Alle sieben Stämme waren menschlichen Ursprungs und multilocus Sequenz Typisierung (MLST) ihre genetische Vielfalt unter Beweis gestellt. MSPP-Typisierung ergab sieben verschiedene Typen MSPP Sequenz, ausreichend ihre phy reflektierendenlogenetic Beziehungen. Die C. jejuni ssp. doylei MSPP Schema 14 verschiedene biomarker Ionen enthält, meistens ribosomalen Proteine in dem Massenbereich von 2-11 kDa. MSPP kann im Prinzip, mit einem erweiterten Massenbereich zu anderen massenspektrometrischen Plattformen angepasst werden. Daher hat diese Technik das Potenzial, ein nützliches Werkzeug für die Stammebene mikrobielle Typisierung zu werden.

Früher haben wir erfolgreich ein MSPP Schema für C einstellt jejuni ssp. jejuni 13. Hier wollten wir die Methode zu erweitern , um die Geschwister C. Unterart jejuni ssp. doylei. In dieser speziellen Einstellung, sieben C. jejuni ssp. doylei Isolate wurden von der belgischen Sammlung von Mikroorganismen / Labor für Mikrobiologie UGent BCCM / LMG Gent, Belgien erworben. Alle sieben Isolate für unsere An...

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Subtyping of Campylobacter jejuni ssp. doylei Isolates Using Mass Spectrometry-based PhyloProteomics MSPP

Die Massenspektrometrie-basierte phyloproteomics (MSPP) wurde verwendet , um eine Sammlung von Campylobacter jejuni ssp geben. Doylei isoliert auf Stammebene im Vergleich zu multilocus Sequenz Typisierung (MLST).

Subtyping von<em&gt; Campylobacter jejuni</em&gt; Ssp.<em&gt; doylei</em&gt; Massen Isolaten Spectrometry-basierte PhyloProteomics (MSPP)

MALDI-TOF MS offers the possibility to differentiate some bacteria not only at the species and subspecies level but even below, at the strain level. ...

Research

JoVE Journal

Genetics

Subtyping of Campylobacter jejuni ssp. doylei Isolates Using Mass Spectrometry-based PhyloProteomics (MSPP)

Improved Polymerase Chain Reaction-restriction Fragment Length Polymorphism Genotyping of Toxic Pufferfish by Liquid Chromatography/Mass Spectrometry

Verbesserte Polymerase-Kettenreaktion-RFLP Genotypisierung von Toxic Kugelfisch durch Flüssigchromatographie / Massenspektrometrie

An improved version of a polymerase chain reaction (PCR)-restriction fragment length polymorphism (RFLP) method for genotyping toxic pufferfish species by ...

Forschung

Genetik

Procedure for Adaptive Laboratory Evolution of Microorganisms Using a Chemostat

Verfahren für Adaptive Labor Entwicklung von Mikroorganismen Mit einem Chemostat

Natural evolution involves genetic diversity such as environmental change and a selection between small populations. Adaptive laboratory evolution (ALE) ...

Detection of Copy Number Alterations Using Single Cell Sequencing

Der Nachweis von Copy Number Änderungen Single Cell-Sequenzierung

Detection of genomic changes at single cell resolution is important for characterizing genetic heterogeneity and evolution in normal tissues, cancers, and ...

Detection of microRNA Expression in Peritoneal Membrane of Rats Using Quantitative Real-time PCR

Nachweis der microRNA-Expression in der peritonealen Membran von Ratten unter Verwendung der quantitativen Echtzeit-PCR

MicroRNAs (miRNAs) are small noncoding RNAs that regulate messenger RNA expression post-transcriptionally. The miRNA expression profile has been ...

Analysis of the c-KIT Ligand Promoter Using Chromatin Immunoprecipitation

Analyse des c-KIT-Liganden-Promotors unter Verwendung von Chromatin-Immunpräzipitation

Multiple cellular processes, including DNA replication and repair, DNA recombination, and gene expression, require interactions between proteins and DNA. ...

Metabolic Labeling and Profiling of Transfer RNAs Using Macroarrays

Metabolische Etikettier- und Profilierung des Transfer-RNAs mit Macroarrays

Transfer RNAs (tRNA) are abundant short non-coding RNA species that are typically 76 to 90 nucleotides in length. tRNAs are directly responsible for ...

Investigation of RNA Synthesis Using 5-Bromouridine Labelling and Immunoprecipitation

Untersuchung der RNS-Synthese mit 5-Bromouridine Kennzeichnung und Immunopräzipitation

When steady state RNA levels are compared between two conditions, it is not possible to distinguish whether changes are caused by alterations in ...

Candidate Gene Testing in Clinical Cohort Studies with Multiplexed Genotyping and Mass Spectrometry

Kandidaten-Gen Tests in klinischen Kohortenstudien mit gemultiplexten Genotypisierung und Massenspektrometrie

Complex diseases are often underpinned by multiple common genetic variants that contribute to disease susceptibility. Here, we describe a cost-effective ...

A Fast and Quantitative Method for Post-translational Modification and Variant Enabled Mapping of Peptides to Genomes

Eine schnelle und Quantitative Methode für Post-translationale Modifikation und Variante aktiviert Mapping von Peptiden mit Genomen

Cross-talk between genes, transcripts, and proteins is the key to cellular responses; hence, analysis of molecular levels as distinct entities is slowly ...

Induction and Evaluation of Inbreeding Crosses Using the Ant, Vollenhovia Emeryi

Induction and Evaluation of Inbreeding Crosses Using the Ant, Vollenhovia Emeryi

Induktion und Bewertung von Inzucht Kreuze mit Ant, Vollenhovia Emeryi

The genetic and molecular components of the sex-determination cascade have been extensively studied in the honeybee, Apis mellifera, a hymenopteran model ...