подтипов<em> Campylobacter jejuni</em> Подвид.<em> doylei</em> Изолятов Использование PhyloProteomics Масс-спектрометрия на основе (MSPP)
Summary
Масс – спектрометрии на основе phyloproteomics (MSPP) использовали для типа коллекцию Campylobacter jejuni SSP. Doylei изолирует на уровне штамма по сравнению с мультилокальному ввода последовательности (MLST).
Abstract
MALDI-TOF MS дает возможность различать некоторые бактерии не только на виды и подвиды уровне, но даже ниже, на уровне штамма. Аллельные изоформы ионов детектируемых биомаркеров в результате изолят конкретных массовых сдвигов. Масс-спектрометрия на основе phyloproteomics (MSPP) представляет собой метод роман, который сочетает в себе масс-спектрометрического детектируемых биомаркеров массы в схеме, что позволяет сделать вывод о phyloproteomic отношений из изолята конкретных массовых сдвигов по сравнению с геном секвенировали эталонного штамма. Выведенные аминокислотные последовательности затем используются для расчета дендрограммы МОЗН на основе.
Здесь мы опишем рабочий процесс MSPP, набрав Campylobacter jejuni SSP. Doylei изолята коллекцию из семи штаммов. Все семь штаммов были человеческого происхождения и мультилокальному последовательность ввода (MLST) продемонстрировали свое генетическое разнообразие. МОЗН-типирование привело к семи различных типов последовательностей МОЗН, достаточно отражая их PHYlogenetic отношения.
C. jejuni подвид. doylei схема МОЗН включает в себя 14 различных ионов биомаркеров, в основном рибосомных белков в диапазоне масс от 2 до 11 кДа. МОЗН может в принципе быть адаптированы к другим методом масс-спектрометрического платформы с расширенным диапазоном масс-. Таким образом, этот метод имеет потенциал, чтобы стать полезным инструментом для измерения уровня деформации микробного набора текста.
Introduction
В течение последнего десятилетия, время пролета масс – спектрометрии матричной лазерной десорбцией ионизации (MALDI-TOF MS) выдвигала быть высоко оценен стандартным методом микробного рода и видовой идентификации в клинической микробиологии 1, 2. идентификация видов основан на регистрации небольших белковых отпечатков пальцев интактных клеток или клеточных лизатов. Типичный диапазон массы для масс-спектрометра, используемого в обычной клинической микробиологии является 2-20 кД. Кроме того, в результате чего спектры могут быть использованы для различения деформаций на ниже видов и ниже подвида уровня 3. Ранние пионерские исследования выявили специфические ионы биомаркеров для конкретной подгруппы штаммов в Campylobacter jejuni 4 Clostridium несговорчивый 5, сальмонелла энтерика подвид. enterica серовар Typhi 6, стафилококк 7 – 9, и Escherichia палочка 10 – 12.
Сочетание нескольких переменных масс биомаркеров, соответствующих аллельных изоформ дает возможность для более глубокого подтипов. Ранее мы успешно реализовали метод для преобразования этих вариаций массовых профилей в значимых и воспроизводимых phyloproteomic отношений , называемых массовых phyloproteomics основе спектрометрия (MSPP) на C. jejuni подвид. Коллекция jejuni изолят 13. МОЗН может быть использован масс-спектрометрический, эквивалентную последовательности ДНК методов подтипов, основанных как последовательности мультилокусная ввода (MLST).
Виды Campylobacter являются основной причиной бактериального гастроэнтерита во всем мире 14, 15. Как следствие Кампилобактериоз Постинфекционный осложнением, а именно, синдром Гийена – Барре, реактивный артрит и воспалительное заболевание кишечника может возникнуть 16. Основными источниками инфекции являютсязараженного мяса скота из курицы, индейки, свиней, крупного рогатого скота, овец и уток, молока и поверхностных вод 15, 17. Поэтому регулярные эпидемиологические исследования наблюдения в контексте безопасности пищевых продуктов необходимы. MLST является "золотым стандартом" в молекулярное типирование для Campylobacter видов 18. Поскольку Сангер-секвенирования на основе метода MLST является трудоемким, требует много времени и относительно дорогой, MLST набрав ограничивается относительно небольшими изолят когорты. Таким образом, существует потребность в более дешевых и быстрых методов подтипов. Эта потребность может быть выполнено с помощью методов масс-спектрометрических как MSPP.
Эта статья представляет собой подробный протокол для MSPP-ввода с помощью набора Campylobacter jejuni подвида. Doylei изоляты и сравнение его потенциал с MLST.
Protocol
Representative Results
Discussion
Самым важным шагом в создании схемы MSPP является однозначная генетическая определение биомаркеров ионных идентичностей. Если это не представляется возможным идентифицировать биомаркеров , несомненно, то его следует исключить из схемы 13.
C. jejuni подвид. doylei</em…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We are grateful to Hannah Kleinschmidt for excellent technical support. This paper was funded by the Open Access support program of the Deutsche Forschungsgemeinschaft and the publication fund of the Georg August Universität Göttingen.
Materials
| acetonitrile | Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany | 34967 | |
| Autoflex III TOF/TOF 200 system | Bruker Daltonics, Bremen, Germany | GT02554 G201 | Mass spectrometer |
| bacterial test standard BTS | Bruker Daltonics, Bremen, Germany | 604537 | |
| BioTools 3.2 SR1 | Bruker Daltonics, Bremen, Germany | 263564 | Software Package |
| Bruker IVD Bakterial Test Standard | Bruker Daltonics, Bremen, Germany | 8290190 | 5 tubes |
| Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate | Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium | LMG8843 | ATCC 49349;IMVS 1141;NCTC 11951;strain 093 |
| Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate | Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium | LMG9143 | Goossens Z90 |
| Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate | Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium | LMG7790 | ATCC 49350;CCUG 18265;Kasper 71;LMG 8219;NCTC 11847 |
| Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate | Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium | LMG9243 | Goossens N130 |
| Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate | Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium | LMG8871 | NCTC A603/87 |
| Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate | Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium | LMG9255 | Goossens B538 |
| Campylobacter jejuni subsp. doylei isolate | Belgium coordinated collection of microorganisms/Laboratory of Microbiology UGent BCCM/LMG Ghent, Belgium | LMG8870 | NCTC A613/87 |
| Columbia agar base | Merck, Darmstadt, Germany | 1.10455 .0500 | 500 g |
| Compass for FlexSeries 1.2 SR1 | Bruker Daltonics, Bremen, Germany | 251419 | Software Package |
| defibrinated sheep blood | Oxoid Deutschland GmbH, Wesel, Germany | SR0051 | |
| ethanol | Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany | 02854 Fluka | |
| formic acid | Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany | F0507 | |
| HCCA matrix | Bruker Daltonics, Bremen, Germany | 604531 | |
| Kimwipes paper tissue | Kimtech Science via Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany | Z188956 | |
| MALDI Biotyper 2.0 | Bruker Daltonics, Bremen, Germany | 259935 | Software Package |
| Mast Cryobank vials | Mast Diagnostica, Reinfeld, Germany | CRYO/B | |
| MSP 96 polished steel target | Bruker Daltonics, Bremen, Germany | 224989 | |
| QIAamp DNA Mini Kit | Qiagen, Hilden, Germany | 51304 | |
| recombinant human insulin | Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany | I2643 | |
| trifluoroacetic acid | Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany | T6508 | |
| water, molecular biology-grade | Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Germany | W4502 |
References
- Seng, P., et al. Ongoing revolution in bacteriology: routine identification of bacteria by matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry. Clin Infect Dis. 49 (4), 543-551 (2009).
- Bader, O. MALDI-TOF-MS-based species identification and typing approaches in medical mycology. Proteomics. 13 (5), 788-799 (2013).
- Sandrin, T. R., Goldstein, J. E., Schumaker, S. MALDI TOF MS profiling of bacteria at the strain level: a review. Mass Spectrom Rev. 32 (3), 188-217 (2013).
- Zautner, A. E., et al. Discrimination of multilocus sequence typing-based Campylobacter jejuni subgroups by MALDI-TOF mass spectrometry. BMC Microbiol. 13, 247 (2013).
- Reil, M., et al. Recognition of Clostridium difficile PCR-ribotypes 001, 027 and 126/078 using an extended MALDI-TOF MS system. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 30 (11), 1431-1436 (2011).
- Kuhns, M., Zautner, A. E., et al. Rapid discrimination of Salmonella enterica serovar Typhi from other serovars by MALDI-TOF mass spectrometry. PLoS One. 7 (6), e40004 (2012).
- Wolters, M., et al. MALDI-TOF MS fingerprinting allows for discrimination of major methicillin-resistant Staphylococcus aureus lineages. Int J Med Microbiol. 301 (1), 64-68 (2011).
- Josten, M., et al. Analysis of the matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrum of Staphylococcus aureus identifies mutations that allow differentiation of the main clonal lineages. J Clin Microbiol. 51 (6), 1809-1817 (2013).
- Lu, J. J., Tsai, F. J., Ho, C. M., Liu, Y. C., Chen, C. J. Peptide biomarker discovery for identification of methicillin-resistant and vancomycin-intermediate Staphylococcus aureus strains by MALDI-TOF. Anal Chem. 84 (13), 5685-5692 (2012).
- Novais, A., et al. MALDI-TOF mass spectrometry as a tool for the discrimination of high-risk Escherichia coli clones from phylogenetic groups B2 (ST131) and D (ST69, ST405, ST393). Eur J Clin Microbiol Infect Dis. , (2014).
- Matsumura, Y., et al. Detection of extended-spectrum-beta-lactamase-producing Escherichia coli ST131 and ST405 clonal groups by matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry. J Clin Microbiol. 52 (4), 1034-1040 (2014).
- Christner, M., et al. Rapid MALDI-TOF Mass Spectrometry Strain Typing during a Large Outbreak of Shiga-Toxigenic Escherichia coli. PLoS One. 9 (7), e101924 (2014).
- Zautner, A. E., Masanta, W. O., Weig, M., Groß, U., Bader, O. Mass Spectrometry-based PhyloProteomics (MSPP): A novel microbial typing Method. Scientific Reports. 5, (2015).
- Dasti, J. I., Tareen, A. M., Lugert, R., Zautner, A. E., Gross, U. Campylobacter jejuni: a brief overview on pathogenicity-associated factors and disease-mediating mechanisms. Int J Med Microbiol. 300 (4), 205-211 (2010).
- Zautner, A. E., et al. Seroprevalence of campylobacteriosis and relevant post-infectious sequelae. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 33 (6), 1019-1027 (2014).
- Zautner, A. E., Herrmann, S., Groß, U. Campylobacter jejuni – The Search for virulence-associated factors. Archiv Fur Lebensmittelhygiene. 61 (3), 91-101 (2010).
- Dingle, K. E., et al. Multilocus sequence typing system for Campylobacter jejuni. J Clin Microbiol. 39 (1), 14-23 (2001).
- Dingle, K. E., et al. Molecular characterization of Campylobacter jejuni clones: a basis for epidemiologic investigation. Emerg Infect Dis. 8 (9), 949-955 (2002).
- Cody, A. J., et al. Real-time genomic epidemiological evaluation of human Campylobacter isolates by use of whole-genome multilocus sequence typing. J Clin Microbiol. 51 (8), 2526-2534 (2013).
- Tamura, K., Stecher, G., Peterson, D., Filipski, A., Kumar, S. MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 6.0. Mol Biol Evol. 30 (12), 2725-2729 (2013).
- Jolley, K. A., Chan, M. S., Maiden, M. C. mlstdbNet – distributed multi-locus sequence typing (MLST) databases. BMC Bioinformatics. 5, 86 (2004).
- Verroken, A., et al. Evaluation of Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight Mass Spectrometry for Identification of Nocardia Species. J Clinl Microbiol. 48 (11), 4015-4021 (2010).
- El Khéchine, A., Couderc, C., Flaudrops, C., Raoult, D., Drancourt, M. Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry Identification of Mycobacteria in Routine Clinical Practice. PLoS ONE. 6 (9), e24720 (2011).
- Goujon, M., et al. A new bioinformatics analysis tools framework at EMBL-EBI. Nucleic Acids Research. 38, 695-699 (2010).
- Hall, T. A. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT. Nucleic Acids Symposium Series. 41, 95-98 (1999).
- Jolley, K. A., et al. Ribosomal multilocus sequence typing: universal characterization of bacteria from domain to strain. Microbiology. 158, 1005-1015 (2012).
- Suarez, S., et al. Ribosomal proteins as biomarkers for bacterial identification by mass spectrometry in the clinical microbiology laboratory. J Microbiol Methods. 94 (3), 390-396 (2013).
- Teramoto, K., et al. Phylogenetic classification of Pseudomonas putida strains by MALDI-MS using ribosomal subunit proteins as biomarkers. Anal Chem. 79 (22), 8712-8719 (2007).
- Teramoto, K., Kitagawa, W., Sato, H., Torimura, M., Tamura, T., Tao, H. Phylogenetic analysis of Rhodococcus erythropolis based on the variation of ribosomal proteins as observed by matrix-assisted laser desorption ionization-mass spectrometry without using genome information. J Biosci Bioeng. 108 (4), 348-353 (2009).
- Bernhard, M., Weig, M., Zautner, A. E., Gross, U., Bader, O. Yeast on-target lysis (YOTL), a procedure for making auxiliary mass spectrum data sets for clinical routine identification of yeasts. J Clin Microbiol. 52 (12), 4163-4167 (2014).
- Stark, T., et al. Mass spectrometric profiling of Bacillus cereus strains and quantitation of the emetic toxin cereulide by means of stable isotope dilution analysis and HEp-2 bioassay. Anal Bioanal Chem. 405 (1), 191-201 (2012).
