Исследование способов концентрирования продуктов ПЦР для последующего секвенирования с помощью методов, основанных на сорбции нуклеиновых кислот

  • Екатерина Юрьевна Нестерова Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж
  • Юлия Дмитриевна Дворецкая Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж
  • Мария Владимировна Грязнова Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж
  • Мария Ивановна Гладких Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж
  • Михаил Юрьевич Сыромятников Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж
  • Наталья Николаевна Старкова Maritime College, State University of New York, New York, USA
  • Василий Николаевич Попов Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж
Ключевые слова: ДНК, ампликон, секвенирование, силика, магнитные частицы, концентрирование.

Аннотация

В последнее время широкое распространение получили методы, основанные на секвенирова-нии ДНК. Зачастую методы секвенирования требуют выделения нуклеиновых кислот из исследуемо-го материала, проведение ПЦР для амплификации маркерных участков ДНК и их последующее пре-образование в библиотеки ДНК для секвенирования. Иногда концентрация полученных продуктов ПЦР недостаточна для проведения секвенирования. Целью данной работы явился подбор оптималь-ного метода концентрирования продуктов ПЦР (ампликонов) с помощью методов, основанных на сорбции нуклеиновых кислот. Установлено, что наиболее оптимальным для концентрирования ам-пликона методом является применение колонок с силикой и использование магнитных частиц. Кон-центрация ампликона, полученного при амплификации бактериальной ДНК, возрастала в 3.14 раза при использовании набора, основанного на применении колонки с силикой (диоксидом кремния), и в 2.74 раза при использовании магнитных частиц. Концентрация ампликона, полученного при ампли-фикации грибковой ДНК, возрастала в 4.72 раза при использовании набора, основанного на примене-нии колонок с силикой, и в 3.70 раза при использовании магнитных частиц. Различная эффективность методов концентрирования по отношению к продуктам ПЦР, полученным в ходе амплификации бак-териальной и грибковой ДНК, может быть обусловлена различной длиной фрагмента - чем короче фрагмент, тем выше эффективность концентрирования. Магнитные частицы позволяли получать бо-лее гомогенный препарат ампликона, чем в случае применения колонки с силикой, что может быть важным для последующего приготовления библиотек секвенирования и непосредственно проведения секвенирования ампликона. Представленные способы концентрирования ампликонов после реакций ПЦР на основе сорбирующих свойств силики и магнитных частиц повысят чувствительность методов секвенирования и позволят проводить анализ даже в тех случаях, когда изначальное количество ДНК не позволяет наработать нужное для проведения секвенирования количество ампликона

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Екатерина Юрьевна Нестерова , Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

младший научный сотрудник лаборатории метагеномики и пищевых биотехнологий, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

Юлия Дмитриевна Дворецкая, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

младший научный сотрудник лаборатории метагеномики и пищевых биотехнологий, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

Мария Владимировна Грязнова, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

младший научный сотрудник лаборатории метагеномики и пищевых биотехнологий, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

Мария Ивановна Гладких, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

младший научный сотрудник лаборатории метагеномики и пищевых биотехнологий, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

Михаил Юрьевич Сыромятников, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

ведущий научный сотрудник лаборатории метагеномики и пищевых биотехнологий, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

Наталья Николаевна Старкова, Maritime College, State University of New York, New York, USA

адъюнкт профессор, Maritime College, State University of New York, Нью-Йорк

Василий Николаевич Попов, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

ректор Воронежского государственного университета инженерных технологий, Воронеж

Литература

Tipu H.N., Shabbir A., Journal of the Col-lege of Physicians and Surgeons Pakistan, 2015, Vol. 25, No 3, pp. 210-215. Available at: https://studyres.com/doc/22754812/evolution-of-dna-sequencing---journal-of-the-college-of-p. (accessed 11 December 2020).

Ke R., Mignardi M., Pacureanu A., Sved-lund J. et al., Nature Methods, 2013, Vol. 10, No 9, pp. 857-860. DOI: 10.1038/nmeth.2563.

Lee J.H., Daugharthy E.R., Scheiman J., Kalhor R. et al., Science, 2014, Vol. 343, No 6177, pp. 1360-1363. DOI: 10.1126/science.1250212.

Endrullat C., Glökler J., Franke P., Frohme M., Applied & Translational Genomics, 2016, Vol. 10, pp. 2-9. DOI: 10.1016/j.atg.2016.06.001.

Gansauge M.T., Gerber T., Glocke I., Korlevic P. et al., Nucleic acids research, 2017, Vol. 45, No 10, pp.79. DOI: 10.1093/nar/gkx033.

Haque K.A., Pfeiffer R.M., Beerman M.B., Struewing J.P. et al., BMC Biotechnology, 2003, Vol. 3, pp. 20. DOI: 10.1186/1472-6750-3-20.

Klaschik S., Lehmann L.E., Raadts A., Hoeft A. et al., Molecular Biotechnology, 2002, Vol. 22, No 3, pp. 231-242. DOI: 10.1385/MB:22:3:231.

Katevatis C., Fan A., Klapperich C.M., PLoS One, 2017, Vol. 12, No 5, pp. 1-14. DOI: 10.1371/journal.pone.0176848.

Cady N.C., Stelick S., Batt C.A., Biosen-sors & Bioelectronics, 2003, Vol. 19, No 1, pp. 59-66. DOI: 10.1016/s0956-5663(03)00123-4.

Rimola A., Costa D., Sodupe M., Lambert J.F., et al., Chemical Reviews, 2013, Vol. 113, No 6, pp. 4216-4313. DOI: 10.1021/cr3003054.

Zhang Y., Cremer P.S., Current Opinion in Chemical Biology, 2006, Vol. 10, No 6, pp. 658-663. DOI: 10.1016/j.cbpa.2006.09.020.

Poeckh T., Lopez S., Fuller A.O., Solomon M.J. et al., Analytical Biochemistry, 2008, Vol. 373, No 2, pp. 253-262. DOI: 10.1016/j.ab.2007.10.026.

Berensmeier S., Applied Microbiology and Biotechnology, 2006, Vol. 73, No 3, pp. 495-504. DOI: 10.1007/s00253-006-0675-0.

Souza K.C., Salazar-Alvarez G., Ardisson J.D., Macedo W.A., Nanotechnology, 2008, Vol. 19, No 18., pp. 7. DOI: 10.1088/0957-4484/19/18/185603.

Hawkins T.L., O'Connor-Morin T., Roy A., Santillan C., Nucleic Acids Research, 1994, Vol. 22, No 21, pp. 4543-4544. DOI: 10.1093/nar/22.21.4543.

White T.J., Bruns T., Lee S., Taylor J., In: PCR Protocols: A Guide to Methods and Appli-cations. New York: Academic Press, 1990, Vol. 18, pp. 315-322.

Techo S., Shiwa Y., Tanaka N., Fujita N. et al., Int J Syst Evol Microbiol., 2019, Vol. 69, No 8, pp. 2506-2513. DOI: 10.1099/ijsem.0.003524

Опубликован
2020-12-21
Как цитировать
Нестерова , Е. Ю., Дворецкая, Ю. Д., Грязнова, М. В., Гладких, М. И., Сыромятников, М. Ю., Старкова, Н. Н., & Попов, В. Н. (2020). Исследование способов концентрирования продуктов ПЦР для последующего секвенирования с помощью методов, основанных на сорбции нуклеиновых кислот. Сорбционные и хроматографические процессы, 20(6), 782-788. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2020.20/3146