用于检测霍乱弧菌或最小弧菌的引物和探针以及使用它们的检测方法技术

技术编号:1755713 阅读:212 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种如SEQ  ID  NO:1所示基因的片段,它是编码序列表中SEQ  ID  NO:1的DNA促旋酶β亚单位的基因(gyrB)片段,并包含第21、96、107、126、153、190、258、270、279、285、357、543、552、557、600、690、702、714、729、733、734、759、771、782、786、792、795、或885位(也称作核苷酸数)中的任意一个或多个核苷酸,上述位点对霍乱弧菌(Vibrio  cholerae)和最小弧菌(Vibrio  mimicus)细菌类群是特异的,其中,所述基因片段可用于设计特异性基因扩增引物或探针。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在食品检验、流行病学环境检验、和临床检查中用于检测、鉴定并计算霍乱弧菌(Vibrio cholerae)和最小弧菌(Vibrio mimicus)的方法。
技术介绍
霍乱弧菌在口腔感染后产生霍乱毒素并诱导剧烈的腹泻和呕吐。在某些情况下,感染性致病菌可导致感染患者死于极度脱水。人们认为对人类有毒的霍乱弧菌仅是O1霍乱,通过使用抗-O1抗体可使之凝集。人们还将不同于细菌的弧菌分为NAG(O1-不可凝集的)-弧菌其对人类无毒。然而,1995年在印度孟加拉地区,分离出了一种没有O1抗原的新型霍乱弧菌,它引起的症状与由传统霍乱引起的症状相似,揭示出该新的霍乱弧菌菌株具有被称作O139的新O-抗原。该菌株被称作孟加拉菌株且已被揭示出具有与传统O1霍乱相似的产生霍乱毒素的基因,其产生毒素并诱导霍乱。因此,已经表明除O1霍乱外的弧菌可使人类感染并引起霍乱。事实上,除了O1和O139菌株外,还存在具有霍乱毒素基因的霍乱弧菌菌株。这类菌株可在人类中诱导霍乱。然而,除O1和O139菌株外的霍乱弧菌菌株所致的症状作为感染性疾病还没有进行过药物治疗。 在此期间,在霍乱弧菌非-O1菌株中已经很少检测出非-糖分解菌株。Davis等人已经检测了所述菌株与霍乱弧菌的DNA同源性,由此显示所述菌株稍稍不同于霍乱弧菌并将所述菌株命名为最小弧菌。已经报道过最小弧菌是一种与霍乱弧菌密切相关的菌株。特别是,除了糖分解能力(霍乱弧菌是阳性的,最小弧菌是阴性的)外,两个种类的生化性质非常相似(J.Clin.Microbiol.14,631-639,1981)(非专利文献1)。已知在最小弧菌中,有些菌株所具有的霍乱毒素基因与霍乱弧菌的相似(Microbiol Immunol 1998,42,823-828)(非专利文献2)。最小弧菌可因此诱导与霍乱相似的症状。 此外,在没有霍乱毒素基因的霍乱弧菌中,已被报道存在的菌株是具有热稳定性直接溶血素(tdh)基因的菌株(Appl Environ Microbiol52,1218-20,1986)(非专利文献3),它是副溶血弧菌(Vibrioparahaemolyticus)的致病因子;和产生大肠杆菌热稳定性肠毒素的菌株(J.Clin.Invest.85697-705,1990)(非专利文献4)。它们可引起腹泻等。同样,在最小弧菌中,已经报道过存在具有tdh基因的菌株(FEMSMicrobiol 59319-23,1990)(非专利文献5),它可引起腹泻等,甚至在它不产生任何霍乱毒素时也是如此。 如上所述,对检测到具有O1或O139(孟加拉)血清型并产生霍乱毒素的霍乱弧菌的情况,按照“Law Concerning Prevention ofInfection of Infectious Diseases and Patients with Infectious Diseases”中详细说明的情况进行测定。此外,在除O1霍乱和孟加拉霍乱外的霍乱弧菌中,也存在产生霍乱毒素的菌株,它诱导与霍乱相似的症状。此外,不产生霍乱毒素的菌株不会引起霍乱。然而,这并不意味着它们是非致病性的。这类菌株通过产生除霍乱毒素外的毒素而诱导急性胃肠炎、腹泻等。因此,需要快速并准确地检测霍乱弧菌细菌类群。 此外,就最小弧菌而言,存在产生霍乱毒素、引起霍乱的菌株和通过产生除霍乱毒素外的毒素而引起急性胃肠炎、腹泻等的菌株。因此,还需要快速并准确地检测最小弧菌细菌类群。 使用生化技术的常规检测方法需要熟练的技术和大量的努力和时间。为了弥补这种不足,已经尝试使用基因的准确、快速且便利的方法来检测或鉴定霍乱弧菌和最小弧菌。 用于检测编码引起霍乱的霍乱毒素基因的引物是已知的(J.Biol.Chem.1983,258,13722-13726)(非专利文献6)。然而,不能通过使用这种引物检测霍乱弧菌和最小弧菌,因为它们没有任何霍乱毒素基因,但产生其它毒素。 在此期间,比较霍乱弧菌和最小弧菌的16S rRNA基因的全长核苷酸序列时,在1,456个核苷酸中仅有6个是不同的(Int.J.Syst.Bacteriol.44,416-426,1994)(非专利文献7)。故而不能很清楚地将两者区别开来。因此,有报道通过比较霍乱弧菌和最小弧菌的16S-23S rRNA基因间隔区,其表明能由此将它们进行分类并制备出了仅能检测霍乱弧菌的引物(Appl.Environ.Microbiol.65,2202-2208,1999)(非专利文献8)。然而,还是存在使用引物时,错误地检测到了最小弧菌的报道(Appl.Environ.Microbiol.67,2360-2364 2001)(非专利文献9)。 专利技术概述如上所述,还不能通过现有的基因检测方法以高度准确性检测霍乱弧菌和最小弧菌。 在常规基因筛选方法中,普遍都忽略了细菌“种类”是含有遗传多样性的群体的事实。被推断为细菌群体成员的单一细菌菌株的核苷酸序列用作这类群体的共有序列或代表这类群体的序列,在基因的分子进化特征方面是非常危险的,因为它快速积累中性突变。具体而言,这种使用可引起错误鉴定,从而使得所检测的细菌菌株不能被检测,这是因为由于引物区的少量突变使得扩增被抑制。且由于引物特异性不足够高,可能检测出本来不想检测的某些密切相关菌株。因此,需要制备用于检测、鉴定或量化霍乱弧菌和最小弧菌的高性能且特异性的基因扩增引物以及用于特异性检测、鉴定或量化霍乱弧菌和最小弧菌的基因扩增引物,它们具有已经证实了的特异性背景、较低的错误鉴定可能性、和实际应用中足够的扩增效率和扩增特异性。 为了建立特异性检测细菌系统发育类群的基因的方法,需要尽可能多地从被检测的生物类群和与这些类群系统发育接近的生物类群中收集核苷酸序列。此外,特异性检测所针对的基因应具有足够独特的核苷酸序列,这样才能将其与最密切相关的生物区别开来。为了满足这些条件,靶基因必须具有足够快速的进化速度。此外,在高频水平传递基因(例如,副溶血弧菌的毒素基因)的情况下,不能使用独立于系统发育系外存在的基因。在本专利技术中被用作靶的、由gyrB基因和rpoD基因编码的蛋白对于存活是必需的。由于这个原因,这些基因几乎不会水平传递并具有适宜的进化速率,因此它们优选用于细菌系统发育分析(Int.J.Syst.Bacteriol.1998,48,813-819;Int.J.Syst.Bacteriol.1999,49,87-95)。我们已经研究出了一种测定核苷酸序列的便利的方法,包括将gyrB基因和rpoD基因用于PCR直接测序方法(日本专利公开号(Kokai)No.07-213229A(1995)和08-256798A(1996))。此外,我们已经分离出了大量霍乱弧菌。在此期间,关于最小弧菌及通过以16SrRNA序列为基础分析而报道与该细菌密切相关的那些—鳗弧菌(Listonella anguillarum)、奥氏弧菌(V.ordalii)、双氮氧弧菌(V.diazotrophicus)、创伤弧菌(V.vulnificus)、纳瓦拉弧菌(V.navarrensis)、梅氏弧菌(V.metschnikovii)和辛辛那提弧菌(V.cincinnati本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】5(2)和(3)以及权利要求11(2)和(7)描述的引物分别与表2中的CMgF、CMgR、CMrF、和CMrR相对应。使用从试验菌株中提取出来的染色体DNA作为模板、以及AmpliTaq Gold(PE Applied Biosystems)和总共20μl反应溶液进行PCR。关于热循环条件,是在95℃加热10分钟后,94℃ 1分钟循环35次、退火1分钟(见表5的退火温度)、和72℃ 1分钟,最后在72℃下进行延长反应10分钟。使反应后所得样品经过1%琼脂凝胶电泳,然后用溴化乙锭染色。是否存在扩增基因是在UV辐射下加以证实的。仅证实了来源于确定属于霍乱弧菌和最小弧菌的细菌菌株DNA的扩增产物,具有针对gyrB基因的CMgF和CMgR以及针对rpoD基因的CMrF和CMrR的组合(表6)。 下面给出利用对霍乱弧菌或最小弧菌特异的区域,使用按照本发明设计和获得的基因扩增引物(表3和表4所示)的例子。此外,权利要求19(1)、(3)、(4)、和(5)以及权利要求25(1)和(14)描述的引物对霍乱弧菌是特异性的。这些引物在表3中的CF1、CF2、CR2、CR1、CrF1、和CrR1描述。权利要求33(1)、(3)、(4)、和(5)以及权利要求39(7)和(13)描述的引物对最小弧菌是特异的。这些引物分别与表4中的MF1、MF2、MR2、MR1、MrF1、和MrR1相对应。 按照与实施例相似的方式,使用从试验菌株中提取出来的染色体DNA作为模板进行PCR(见表5的退火温度)。在所有情况下,使用霍乱弧菌-特异性引物仅检测来源于霍乱弧菌的扩增产物,而使用最小弧菌-特异性引物仅检测仅来源于最小弧菌的扩增产物(表6)。 表3.特异性检测霍乱弧菌的引物 表4.特异性检测最小弧菌的引物 表5.特异性检测霍乱弧菌和最小弧菌的引物的PCR条件 表6 此处引用的所有公开出版物、专利和专利申请全部引入此处作为参考。 工业实用性本发明的gyrB和rpoD基因引物和探针是以霍乱弧菌和最小弧菌的系统发育关系为基础设计的。因此,已经就提高特异性而研究了所述引物和探针且它们在检测准确性方面是极佳的。因此,所述引物和探针适用于在不从被密切相关的细菌种类污染的食品、临床样品等中分离细菌的情况下进行直接检测。 序列表<110>Nichirei Corporation<120>用于检测霍乱弧菌或最小弧菌的引物和探针以及使用它们的方法<130>PH-1967-PCT<140> <141> <150>JP 2002/362878<151>2002-12-13<160>6<170>PatentIn Ver.2.1<210>1<211>885<212>DNA<213>人工序列<220> <223>人工序列的描述霍乱弧菌和最小弧菌的共有序列-gyrB<400>1gtmtccggyg gtctrcacgg ggtaggtgtg tcggtrgtka aygcsctbtc wgaaaaagtg 60ctrctbacca tytatcgygg yggcaaraty caywcscaaa cttaccatca yggtgtgcca 120caagcaccgt tgkctgtrgt rggtgakacw gagcgtaccg gtactaccgt acgtttctgg 180ccwagygcac aracytttac caatatcgaa ttycattacg acattytggc taaacgyctg 240cgtgagctgt cattcctgaa ytctggcgtg tcgatcaagc tgaysgatga rcgtgaagaa 300gataaraaag accacttyat gtatgaaggk ggtattcaag cgtttgtkac ccacttgaac 360cgyaayaaaa cgccratcca tgaraaagtm ttccacttya accaagagcg tgaagatggc 420atcagcgtgg aagtggcrat gcagtggaay gatggtttcc aagaaaacat ctactgcttt 480acyaacaaca tyccacagcg tgatggyggt acccayttag cyggtttccg tggtgcrttg 540acccgtactt tgaacaacta yatggayaaa gaaggcttct cgaagaaagc scaagcrgca 600acctcgggtg atgatgcgcg tgaaggctta acrgcdgtkg tdtcggtgaa agtrccrgat 660cctaaattct cragccaaac caaagataag 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NO1的DNA促旋酶β亚单位的基因(gyrB)的第21、96、107、126、153、190、258、270、279、285、357、543、552、557、600、690、702、714、729、733、734、759、771、782、786、792、795、或885位中的任意位点,上述位点对霍乱弧菌和最小弧菌细菌类群是特异的。3.根据权利要求2所述的基因扩增引物,其中使用高频含有权利要求1所列霍乱弧菌和最小弧菌细菌类群特异的两个或多个位点的区域。4.根据权利要求2所述的基因扩增引物,其中3’末端的核苷酸是位于权利要求1所列霍乱弧菌和最小弧菌细菌类群特异的位点上的核苷酸...

【专利技术属性】
技术研发人员:小泉雄史西山叶子山本敏福山正文古畑胜则大仲贤二
申请(专利权)人:株式会社日冷食品
类型:发明
国别省市:

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