Выделение нуклеиновых кислот из фекалий с помощью сорбента на основе диоксида кремния для идентификации новых пробиотических агентов
Аннотация
Одним из основных этапов молекулярно-генетических исследований является экстракция нуклеиновых кислот. Методика выделения ДНК/РНК, основанная на сорбции, зарекомендовала себя как успешная и популярная технология. Выделение нуклеиновых кислот из комплексных субстратов, таких как фекалии, может представлять проблему. Известно, что фекалии содержат в своем составе новые пробиотические агенты, такие как Faecalibacterium prausnitzii и Akkermansia muciniphila, которые обладают широким спектром биологических активностей. Работа посвящена оценке эффективности экстракции ДНК и РНК из фекалий с помощью силики (диоксид кремния) как сорбента для нуклеиновых кислот с добавлением в качестве детергента в составе лизирующего раствора Triton X-100, Tween 20, Tween 80 и Pluronic P123 в концентрациях 1, 3, 5 и 10%. Электрофорез в агарозном геле показал, что увеличение концентрации детергента провоцировало рост интенсивности свечения полос, соответствующих как ДНК, так и РНК. Самые большие значения концентрации РНК были характерны для 10% Tween 80 и 5% Triton X-100. При этом с увеличением концентрации детергента фиксировалось увеличение выхода РНК. Максимальные значения концентрации ДНК были зарегистрированы при использовании Tween 20. Данные согласуются с результатами, полученными на основе Real-Time PCR. Показано, что использование детергента Tween 20 наиболее оптимально для выделения ДНК из фекальных бактерий Faecalibacterium prausnitzii и Akkermansia muciniphila.
Скачивания
Литература
Gryaznova M.V., Burakova I.Yu., Smirnova Yu.D., Syromyatnikov M.Yu., Popov V.N. A study of the gut microbiome in people with irritable bowel syndrome. Current biotechnology. 2022; 1: 78-79.
Maghini D.G., Moss E.L., Vance S.E., Bhatt A.S. Improved high-molecular-weight DNA extraction, nanopore sequenc-ing and metagenomic assembly from the human gut microbiome. Nature Protocols. 2021; 16(1): 458-471.
Husakova M., Kralik P., Babak V., Slana I. Efficiency of DNA isolation meth-ods based on silica columns and magnetic separation tested for the detection of my-cobacterium avium Subsp. Paratuberculosis in milk and faeces. Materials (Basel). 2020; 13(22): 5112.
Lõoke M., Kristjuhan K., Kristjuhan A. Extraction of genomic DNA from yeasts for PCR-based applications. Biotechniques. 2011; 50: 325-328.
Barazesh A., Sarkari B., Ebrahimi S., Hami M. DNA extraction from hydatid cyst protoscolices: Comparison of five dif-ferent methods. Veterinary World. 2018; 11: 231-234.
Chen F., Ye J., Chio C., Liu W., Shi J., Qin W. A simplified quick microbial genomic DNA extraction via freeze-thawing cycles. Molecular Biology Re-ports. 2020; 47: 703-709.
Teyssier N.B., Chen A., Duarte E.M., Sit R., Greenhouse B., Tessema S.K. Optimization of whole-genome sequencing of Plasmodium falciparum from low-density dried blood spot samples. Malaria Journal. 2021; 20: 116.
Wang T.Y., Wang L., Zhang J.H., Dong W.H. A simplified universal genomic DNA extraction protocol suitable for PCR. Genetics and Molecular Research. 2011; 10(1): 519-25.
Cady N.C., Stelick S., Batt C.A. Nucleic acid purification using microfabri-cated silicon structures. Biosensors & Bioe-lectronics. 2003; 19: 59-66.
Rimola A., Costa D., Sodupe M., J-F. Lambert, Ugliengo P. Silica surface fea-tures and their role in the adsorption of bi-omolecules: computational modeling and experiments. Chemical Reviews. 2013; 113: 4216-4313.
Zhang Y., Cremer P.S. Interactions between macromolecules and ions: the Hofmeister series. Current Opinion in Chemical Biology. 2006; 10: 658-663.
Poeckh T., Lopez S., Fuller A.O., Solomon M.J., Larson R.G. Adsorption and elution characteristics of nucleic acids on silica surfaces and their use in designing a miniaturized purification unit. Analytical Biochemistry. 2008; 373: 253-262.
Kaźmierczak-Siedlecka K., Skonieczna-Żydecka K., Hupp T., Duch-nowska R., Marek-Trzonkowska N., Połom K. Next-generation probiotics - do they open new therapeutic strategies for cancer patients? Gut Microbes. 2022; 14(1): 2035659.
Chang C.J., Lin T.L., Tsai Y.L., Wu T.R., Lai W.F., Lu C.C., Lai H.C. Next generation probiotics in disease ameliora-tion. Journal of Food and Drug Analysis. 2019; 27(3): 615-622.
Vallianou N.G., Kounatidis D., Tsilingiris D., Panagopoulos F., Chris-todoulatos G.S., Evangelopoulos A., Karampela I., Dalamaga M. The role of next-generation probiotics in obesity and obesity-associated disorders: current knowledge and future perspectives. Inter-national Journal of Molecular Sciences. 2023; 24(7): 6755.
Delgado S., Sánchez B., Margolles A., Ruas-Madiedo P., Ruiz L. Molecules produced by probiotics and intestinal mi-croorganisms with immunomodulatory ac-tivity. Nutrients. 2020; 12(2): 391.
Boom R., Sol C.J., Salimans M.M., Jansen C.L., Wertheim-van Dillen P.M., van der Noordaa J. Rapid and simple method for purification of nucleic acids. Journal of Clinical Microbiology. 1990; 28(3): 495-503.
Nesterova E.Y., Dvoretskaya Y.D., Gryaznova M.V., Gladkih M.I., Syrom-yatnikov M.Y., Starkova N.N., Popov V.N. Analysis of methods for PCR products con-centrating for subsequent sequencing using methods based on the sorption of nucleic acids. Sorbtsionnye I Khromatograficheskie Protsessy, 2020; 20(6): 782-788. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2020.20/3146 (In Russ.)
Gryaznova M.V., Dvoretskaya Yu.D., Syromyatnikov M.Yu., Mikhailov E.V., Popov V.N. Animal hygiene, disin-fection, disinfestation and deratization products. Veterinary pharmacological bul-letin. 2022; 1(18): 69-78.
Yang Y.W., Chen M.K., Yang B.Y., Huang X.J., Zhang X.R., He L.Q., Zhang J., Hua Z.C. Use of 16S rRNA gene-targeted group-specific primers for Real-Time PCR analysis of predominant bacteria in mouse feces. Applied and Environmental Micro-biology. 2015; 81(19); 6749-56.
