عنوان مقاله :
Genotyping of Streptococcus Pyogenes Isolates using Optimized RAPD-PCR Protocol
عنوان به زبان ديگر :
ژنوتايپينگ جدايه هاي استرپتوكوكوس پيوژنز با استفاده از پروتكل بهينه RAPD-PCR
پديد آورندگان :
Department of Biotechnology - Alzahra University Rahimi-Moghaddam, Akram , Department of Microbiology - Alzahra University Salmanzadeh-Ahrabi, Siavosh , Department of Microbiology - Alzahra University Tahereh, Tahereh , Department of Plant Sciences - Alzahra University Seifali, Mahvash , Department of Microbiology - Alzahra University Pourramezan, Zahra
كليدواژه :
Epidemiology , Factorial design , Genotyping , RAPD-PCR , Streptococcus pyogenes
چكيده فارسي :
Introduction: Streptococcus pyogenes causes a variety of infectious and non-infectious diseases. Typing of S. pyogenes isolates is one of the essential tools in the epidemiological studies of this bacterium. Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) is a rapid, easy and inexpensive PCR-based typing technique. Low reproducibility of RAPD-PCR is the main disadvantage of this method which will be resolved by optimization of RAPD-PCR protocol.
Materials and methods: In this study, optimization of RAPD-PCR protocolincluding DNA extraction method, primer type, concentrations of PCR reagents, and PCR program was performed using the factorial design of experiments for S. pyogenes ATCC 19615 as a standard strain. Then, sixteen S. pyogenes isolates were genotyped by using optimized protocol. Typability, reproducibility, and discriminatory power of the optimized protocol were examined.
Results: Among three DNA extraction methods and seven primers that were used, modified set buffer DNA extraction method and P14 primer were selected, respectively. Optimum concentration of PCR reagents were 3 mM MgCl2, 150 pmol primers, 0.2 mM dNTPs, 10 ng template DNA, and 2 U Taq DNA polymerase and the optimum PCR program consisted of an initial denaturation for 4 min at 94°C followed by 45 cycles of 1 min at 94°C, 2 min at 31°C, 2 min at 72°C, and a final extension at 72°C for 10 min.Results of optimized RAPD-PCR were reproducible for S. pyogenes ATCC 19615 and all S. pyogenes isolates. Calculated discriminatory power was satisfactory (DI=1). Sixteen S. pyogenes isolates belonged to sixteen strains which were classified into 3 main clusters on a similarity level of 14%.
Discussion and conclusion: A suitable and reproducible RAPD-PCR protocol was obtained for genotyping of S. pyogenes isolates using RAPD-PCR optimization. The optimized protocol in the present study can be used in subsequent experiments on RAPD-PCR profiling for epidemiological study of S. pyogenes isolates.
چكيده به ساير زبانها :
مقدمه: استرپتوكوكوس پيوژنز بيماريهاي عفوني و غيرعفوني متنوعي را ايجاد ميكند. تايپينگ جدايههاي استرپتوكوكوس پيوژنز يكي از ابزارهاي ضروري در مطالعات اپيدميولوژي مربوط به اين باكتري هستند. RAPD-PCR يك تكنيك تايپينگ بر اساس PCR و روشي سريع، ارزان، آسان است. مشكل اصلي اين روش تكرارپذيري كم نتايج است كه با بهينه سازي پروتكل RAPD حل خواهد شد.
مواد و روشها: در اين مطالعه بهينهسازي پروتكل RAPD-PCR شامل روش استخراج DNA، نوع پرايمر، غلظت تركيبات PCR و برنامه PCR با استفاده از طراحي فاكتوريال آزمايشها براي استرپتوكوكوس پيوژنز ATCC 19615 به عنوان سويه استاندارد انجام شد. سپس 16 جدايه استرپتوكوكوس پيوژنز با استفاده از پروتكل بهينه ژنوتايپ شدند. تايپپذيري، تكرارپذيري و قدرت افتراق پروتكل بهينه تعيين شد.
نتايج: از سه روش استخراج DNA، روش ست بافر تغيير يافته و از هفت پرايمر، پرايمر P14 انتخاب شدند. غلظتهاي بهينه تركيبات PCR، 3 mM MgCl2، 150 pmol primer P14، 0.2 mM dNTPs، 10 ng template DNA و 2 U Taq DNA polymerase بودند. برنامه بهينه PCR از دناتوراسيون اوليه min 4 در C°94 و 45 چرخه شامل min 1 در C°94، min 2 در 31، min 2 در C°72 و min 10 در C°72 براي تكثير پاياني تشكيل شد. استرپتوكوكوس پيوژنز ATCC 19615 و همه جدايههاي استرپتوكوكوس پيوژنز با استفاده از پروتكل بهينه تايپپذير بودند و نتايج RAP-PCR آنها تكرارپذير بود. قدرت افتراق محاسبه شده بسيار مطلوب بود (DI = 1). 16 جدايه استرپتوكوكوس پيوژنز متعلق به 16 سويه بودند كه در سه كلاستر اصلي با سطح تشابه 14 درصد طبقهبندي شدند.
بحث و نتيجهگيري: با بهينهسازي صحيح شرايط RAPD-PCR، يك پروتكل مناسب و تكرارپذير براي ژنوتايپينگ جدايههاي استرپتوكوكوس پيوژنز به دست آمد. پروتكل بهينه به دست آمده در اين پژوهش را ميتوان براي انجام RAPD-PCR در مطالعات اپيدميولوژي جدايههاي استرپتوكوكوس پيوژنز استفاده نمود.
عنوان نشريه :
زيست شناسي ميكروارگانيسم ها