Реферат 3
Введение 4
1 Обзор литературы 5
1.1 Роль микроорганизмов в жизни людей 5
1.2 Роль микроорганизмов при заболеваниях 6
1.3 Роль микроорганизмов для здоровья человека 8
1.4 История развития методов идентификации микроорганизмов 11
1.5 Классификация методов идентификации микроорганизмов 14
1.6 Современные методы идентификации бактерий 15
1.7 Метод масс-спектрометрии 19
1.8 Генетические методы 22
1.9 Метод ARDRA 25
2 Материалы и методы 27
2.1 Объекты 27
2.2 Методика анализа in silico 27
2.2 Метод получения чистой культуры 27
2.3 Техника посева микроорганизмов на агаризованную среду 28
2.4 Методика выделения ДНК 29
2.5 Методика проведения полимеразной цепной реакции 30
2.6 Методика проведения электрофореза 30
2.7 Проведение реакции рестрикции 32
3 Результаты и обсуждение 33
3.1 Результаты получения чистых культур бактерий 33
3.2 Выделение ДНК из биомассы бактерий 33
3.2 Получение ампликонов гена 16S рРНК 36
3.3 Результаты реакций рестрикции 37
3.4 Результаты анализа in silico 38
3.5 Сравнение теоретических и практических электрофореграмм 40
Заключение 45
Список использованных источников 46
В современной биотехнологии широко используются свойства микроорганизмов. В то же время микроорганизмы, обладающие полезными для человека свойствами, могут иметь и патогенные свойства. Поэтому, перед тем как начать использовать новые организмы, очень важно их правильно идентифицировать. Наравне с традиционными методами идентификации микроорганизмов, в последнее время повсеместно используют методы определения, связанные с изучением ДНК микроорганизмов, которая является важнейшим объектом исследований в молекулярной биологии и биохимии.
Цель работы: Изучить и сравнить методы идентификации микроорганизмов, определить вид полученных образцов бактерий.
Задачи:
1. Выделить чистые культуры из образцов смешанных культур бактерий и выделить ДНК из биомассы чистых культур.
2. Получить ампликоны гена 16S рРНК и провести рестрикционный анализ этих ампликонов.
3. Провести анализ in silicoпредполагаемых видов бактерий с использованием данных GenBank.
4. Сравнить теоретические и экспериментальные электрофореграммы и идентифицировать бактерии.
5. Проверить достоверность идентификации полученных нами чистых культур микроорганизмов методом MALDI-TOF.
В ходе работы были получены чистые культуры двенадцати образцов бактерий. Из них была выделена и очищена ДНК. Используя пары праймеров 8F и 1492R были получены ампликоны гена 16S рРНК, соответствующие длине около 1500 п.о. С полученными ампликонами были проведены реакции рестрикции. Сравнение полученных нами экспериментальных электрофореграмм с теоретическими из нашей базы данных выявило, что исследованные образцы бактерий являются представителями следующих видов: Arthrobacter aurescens, Bacillus pumilus, Microbacterium phyllosphaerae, Bacillus atrophaeus, Bacillus cereus, Arthrobacter globiformes, Micrococcus luteus, Achromobacter xyloxidans, Bacillus cereus, Bacillus pumilus, Pseudomonas fluorescens, Arthrobacter globiformis.
Данные, полученные в ходе наших экспериментов, были сверены с результатами, полученными методом масс-спектрометрии MALDI-TOF. Анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов показал совпадение по определению десяти из исследованных видов с результатами, полученными методом MALDI-TOF. В двух случаях нам удалось уточнить данные, полученные методом масс спектроскопии.
По результатам сравнения было выяснено, что оба метода имеют хорошую достоверность данных.
1. MGislin, D. Antibacterial activity of soil bacteria isolated from Kochi, India and theirmolecular identification / D. Gislin, D. Sudarsanam // Journal of Genetic Engineering and Biotechnology. - 2018. - № 4. - C. 24-26.
2. Патрушев, Л. И. Экспрессия генов: монография / Л. И. Патрушев// Наука. - 2000. - С. 830.
3. Суворов, А.Н. Мир микробов и человек/ А.Н. Суворов // Природа. -
2015. - №5. - С. 11-19.
4. Симонова, Е. В. Роль нормальной микрофлоры в поддержании здоровья человека / Е. В. Симонова, О. А. Пономарева // Сиб. мед. журн. - 2008. - №8. - С. 20-25.
5. Обухова, О. В. Экологическая обусловленность факторов патогенности условно-патогенной микрофлоры / О. В. Обухова, В. Ф. Зайцев //Астраханский вестник экологического образования. - 2015. - №. 1 - С. 31.
6. Кулясов, П. А. Роль гнилостных микроорганизмов в жизни живых существ/ П. А. Кулясов //Ветеринарна бютехнолопя. - 2011. - №. 20. - С. 90¬97.
7. McMichael,A. Микроорганизмы и человек: непрерывная борьба: система публикация Европейской обсерватории по системам и политике здравоохранения/ A. McMichael //Системы здравоохранения и проблемы инфекционных заболеваний. - С. 65.
8. Абдугаффаров, С. О. Роль микрофлоры в жизнедеятельности человека / С. О. У. Абдугаффаров //Медицина. Социология. Философия. Прикладные исследования. - 2020. - №. 4. - С. 54-57.
9. Олескин, А. В. Сетевые структуры, социальная организация микроорганизмов и взаимоотношения микробиота-хозяин / А. В. Олескин //Вестник восстановительной медицины. - 2016. - №. 1. - С. 29-36.
10. Оганезова, И. А. Кишечная микробиота и иммунитет: иммуномодулирующие эффекты Lactobacillus rhamnosus GG / И. А. Оганезова //РМЖ. - 2018. - Т. 26, №. 9. - С. 39-44.
11. Andrey, A. The Study of Viral RNA Diversity in Bird Samples Using De Novo Designed Multiplex Genus-Specific Primer Panels / A. Andrey, E. Pimkina // Advances in Virology. - 2018. - № 10. - pp. 10-20.
12. Усманова, И. H. Роль условно-патогенной микрофлоры полости рта в развитии воспалительных заболеваний пародонта и слизистой полости рта (обзор литературы)/ И. Н. Усманова //Человек. Спорт. Медицина. - 2015. - Т. 15, №. 2. - С. 37-43.
13. Гусев, М. В. Микробиология / М. В. Гусев, Л. А. Минеева — Москва : Изд-во МГУ, 2004. — 448 с.
14. Госманов, Р. Г. Микробиология: учебное пособие / Р. Г. Госманов - Санкт-Петербург: Изд-во Лань, 2019. - 496 с.
15. Земсков, А. М. Основы микробиологии и иммунологии: учебник / А. М. Земсков [и др.] - Москва: КноРус., 2019. - 29 с.
16. Tortora, G. J. Microbiology: An Introduction / G. J. Tortora - Palgrave, 2019 - 321 c.
17. Леванова, Л. А. Систематика, таксономия и классификация бактерий / Л. А. Леванова, Ю. В. Захарова //Фундаментальная и клиническая медицина. - 2017. - Т. 2, №. 1. - С. 91-101.
18. Ковалева, И. А. Методы идентификации роста Bacillus/ И. А. Ковалева, Д. В. Никулина // Биоразнообразие, биоресурсы, вопросы химии, биотехнологии и здоровье населения Северо-Кавказского региона. - 2017. - Т 42, №4 - С. 191-194.
19. Хаффарессас, Я. Современные методы идентификации микроорганизмов / Я. Хаффарессас // Новый взгляд. Международный научный вестник. - 2017. - №17. - С. 6-14.
20. Бабичев, С. А.Медицинская микробиология, иммунология и вирусология: учебник для медицинских вузов/ С. А. Бабичев, А. И. Коротяев - Санкт-Петербург, изд-во СпецЛит, 2017. - 28 с.
21. Хаптанова, Н. М. Особенности серологической диагностики листериоза (обзор литературы) / Н. М. Хаптанова //ActaBiomedicaScientifica. - 2019. - Т. 4, №. 1. - С. 43-49.
22. Stewart, L.D. Development of a novel immunochromatographic lateral flow assay specific for Mycobacterium bovis cells and its application in combination with immunomagnetic separation to test badger faeces/ L.D. Stewart //BMC. - 2019. - №. 2. - pp. 456-457.
23. Глушанова, H. А. Масс-спектрометрическая идентификация микроорганизмов / H. А. Глушанова, А. И. Блинов, Н. Б. Алексеева // Медицина в Кузбассе. - 2015. - № 2. - С. 36-41.
24. Lee, M. Different antimicrobial susceptibility testing methods to detect ertapenem resistance in Enterobacteriaceae: VITEK2, MicroScan, Etest, disk diffusion, and broth microdilution/ M.Lee, Chung H. S. // Journal of microbiological methods. - 2015. - T. 112. - pp. 87-91.
25. Alegria-Puig, C. R. Evaluation of Vitek-MS™ and Microflex LT™ commercial systems for identification of Acinetobacter calcoaceticus-baumannii complex / C. R. Alegria-Puig, F. Marco // Enfermedades Infecciosas y Microbiologia Clinica. - 2020. Режим доступа: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32307128/
26. Кандыбович, E. А. Оптоволоконные биосенсоры. / E. А. Кандыбович, T. А. Кузнецова // Новые направления развития приборостроения: материалы 9-й международной научно-технической конференции молодых ученых и студентов - 2016. - Т. 1. - С. 232-233.
27. Pahumunto, N. Fermented milk containing a potential probiotic Lactobacillus rhamnosus SD11 with maltitol reduces Streptococcus mutans: A double-blind, randomized, controlled study / N. Pahumunto, S. Piwat // Journal of Dental Sciences. - 2020. - № 6. - pp. 23-28.
28. Teanpaisan, R. Use of polymerase chain reaction techniques and sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis for differentiation of oral Lactobacillus species / R. Teanpaisan, G. Dahlen // Oral Microbiol Immunol. - 2016.
- № 21. - pp. 79-84.
29. Piwat, S. 16S rRNA PCR-denaturing gradient gel electrophoresis of oral Lactobacillus casei group and their phenotypic appearances / S. Piwat, R. Teanpaisan // ISRN Microbiol. - 2017. - № 13. - pp. 1-6.
30. Глушанова, H. А. Масс-спектрометрическая идентификация микроорганизмов / H. А.Глушанова, А. И. Блинов, Н. Б. Алексеева // Медицина в Кузбассе. - 2015. - № 2. - С. 36-41.
31. Кирилюк, А.А. Применение методов масс-спектрометрии (ВЭЖХ- МС) в современной клинической лаборатории - обзор приложений, преимущества использования, современные подходы и возможности./ А. А. Кирилюк - Москва, ABSciex, 2011. - С. 50.
32. Guttman, B. Genetics / B. Guttman, A. Griffiths, D. Suzuki, T. Cullis. - UK: Oneworld Publications, Oxford, 2004. - C. 250.
33. Куйбагаров, M. А. Генетическая идентификация бактерий коллекционных штаммов на основе проведения анализа нуклеотидной последовательности 16srRNA гена / М. А. Куйбагаров // Вестник науки Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина. - 2013. - №. 2.
- С.77.
34. Ребриков, Д. В. ПЦР в реальном времени/ Д. В. Ребриков - Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. - 223 с.
35. Евдокимова, О. В. Идентификация бактерий Bacillus pumilus с помощью видоспецифичной ПЦР //Молекулярная и прикладная генетика. - 2016. - Т. 21. - С. 53-63.
36. Watts, G. S.16S rRNA gene sequencing on a benchtop sequencer: accuracy for identification of clinically important bacteria / G. S. Watts //Journal of applied microbiology. - 2017. - T. 123, №. 6. - C. 1584-1596.
37. Liu, Y. Genotypic differences in CC224, CC363, CC449 and CC446 of Moraxella catarrhalis isolates based on whole genome SNP, MLST and PFGE typing / Y. Liu, S. Yu // International Journal of Medical Microbiology. - 2020. - № 310.
38. McMahon, T. C. Multiplexed single intact cell droplet digital PCR (MuSIC ddPCR) method for specific detection of enterohemorrhagic E. coli (EHEC) in food enrichment cultures/ T. C. McMahon //Frontiers in microbiology. - 2017. - T. 8. - C. 332.
39. Dec, M. 16S-ARDRA and MALDI-TOF mass spectrometry as tools for identification of Lactobacillus bacteria isolated from poultry / M. Dec // BMC microbiology. - 2016. - T. 16, №. 1. - C. 105.
40. ПДРФ [Электронный ресурс] - Режим
доступа:http://www.bio.davidson.edu/courses/genomics/method/R..
41. Andrey, A. The Study of Viral RNA Diversity in Bird Samples Using De Novo Designed Multiplex Genus-Specific Primer Panels / A. Andrey, E. Pimkina // Advances in Virology. - 2018. - № 10. - C. 10-20.