نانوبيوسنسور مبتني بر هيبريداسيون DNA براي تشخيص توالي ژن rfbE در نمونه واقعي باكتري اشريشياكولي O157:H7

The nanobiosensor of rfbE geneof detection

زمينه و هدف: علائم باليني بيماران آلوده به باكتري اشريشياكولي O157:H7 دامنه وسيعي دارد و تشخيص بيماري از روي علايم آن دشوار است. روش‌هاي تشخيص متعارف عوامل بيولوژيك داراي معايب بسياري مي باشند. هدف از انجام اين تحقيق، تشخيص توالي ژن rfbE در نمونه واقعي باكتري اشريشياكولي O157:H7 به وسيله نانوبيوسنسور الكتروشيميايي بود. روش بررسي: در اين مطالعه تجربي، براي آماده سازي نمونه قبل از سنجش با نانوبيوسنسور، ژنوم باكتري اشريشياكولي O157 به روش CTAB-NaCl و با استفاده از كيت تخليص DynaBioTM DNA Extraction Mini Kit استخراج گرديد. هضم آنزيمي DNA ژنومي باكتري اشريشياكولي O157 در دماي 37 درجه سانتي گراد و به مدت 4 دقيقه و دناتوراسيون حرارتي صورت گرفت. به منظور اطمينان، ژن rfbE باكتري اشريشياكولي O157: H7 توسط واكنش PCR تشخيص داده شد. توالي ژن rfbE در نمونه واقعي باكتري اشريشياكولي O157: H7 به وسيله نانوبيوسنسور مبتني بر هيبريداسيون DNA مورد سنجش قرار گرفت. يافته ها: نتايج به دست آمده از مقاومت انتقال بار بيانگر بر هم كنش مناسب بين ssDNA تثبيت شده روي الكترود با DNA ژنوم هضم شده باكتري اشريشياكولي O157:H7 و محصول PCR بوده و نشان دهنده تشخيص موفقيت آميز قطعه ‌اي از ژن rfbE باكتري اشريشياكولي O157:H7 مي ‌باشد. اين نانوبيوسنسور قادر به تشخيص ژنوم هضم شده باكتري تا رقت 6-10 بود كه اين رقت متناظر با غلظت 102 باكتري اشريشياكولي در ميلي ليتر است. نتيجه گيري: در اين تحقيق، نانوبيوسنسور مبتني بر هيبريداسيون DNA براي تشخيص توالي ژن rfbE در نمونه واقعي باكتري اشريشياكولي O157:H7 با دقت و حساسيت مطلوب به كارگيري شد كه مي تواند زمينه اي براي ساخت ابزار تشخيص DNA باشد.

Background and aims: Clinical symptoms of patients infected with Escherichia coli O157:H7 is a wide range and diagnosis of the symptoms is difficult. to detect conventional methods of biological agents have many disadvantages. The aim of the current study was detection of rfbE gene in real samples of Escherichia coli O157 by by DNA hybridization-based nanobiosensor. Methods: In this experimental study, for sample preparation prior to the measurement by the biosensor, the genome of the Escherichia coli O157 was extracted by the CTAB-NaCl method and DynaBioTM DNA Extraction Mini Kit. Enzymatic digestion of genomic DNA of Escherichia coli O157 was perform at 37°C for 4 minutes and thermal denaturation. To be sure, rfbE gene Escherichia coli O157:H7 was detected by PCR. The rfbE gene sequence in real samples of Escherichia coli O157:H7 was measured by DNA hybridization-based nanobiosensor. Results: The results of the charge transfer resistance indicate proper interaction between ssDNA immobilized on the electrode with the DNA digested genomic of Escherichia coli O157:H7 and PCR product that is represents of successful detection of the rfbE gene Escherichia coli O157:H7. The nanobiosensor was able to detect bacteria digested genome to 10-6 dilution that this dilution is corresponding to the concentration of 102 of Bacterium Escherichia coli. Conclusion: In this study, the nanobiosensor based on DNA hybridization was used for the detection of rfbE gene sequences in the real sample of Escherichia coli O157:H7 with high sensitivity and accuracy that could be a basis for making DNA detection tool.