Imagine a scenario, where you have

Imagine a scenario, where you have a patient with a life-threatening infection. Such a patient might require prompt antimicrobial therapy. However, in clinical microbiology, there is this constant race against the clock in identifying these disease-causing organisms so that an effective treatment can be provided. In fact, often, it is only after the death of a patient that the disease-causing organism is identified. This is primarily because traditional culture methods can be laborious, and in the case of mixed cultures, other analyses are required to identify microorganisms at the species level. Taken together, the entire process can be time consuming, whereby sometimes over a month is required to accurately identify the disease-causing organism (2).

It is therefore important to find ways to solve these problems that are found in extensive culture methods, and PCR-DGGE (Polymerase Chain Reaction Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) is one such way. In essence, PCR-DGGE involves amplification of DNA by genus-specific primers that target 16S rDNA sequences and the subsequent differentiation of this DNA on DGGE gel (1-5).

Introduction

DNA is a molecule responsible for preserving genetic information across species and across time. It consists of a meaningful arrangement of chemicals called nucleotides that are symbolized by “A”, “T”, “C” and “G.” These arrangements tell us a story of each organism or individual, in that the code they produce, represent a detailed instruction book for that organism or individual. Any change introduced in this sequence is called a mutation, and whilst mutations occur randomly, many endure as an organism “acclimatizes” to a new environment. Hence, observing and understanding these mutations would undoubtedly improve our understanding of residual and transient organisms in a variety of environments when observation is difficult. For instance, this would be useful for the monitoring of microbial populations, where culture dependant methods fall short.

Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) is such a technique that attempts to do this. This molecular biology approach is a fingerprinting methodology that has led to revolutionary changes in many of the traditional routines used in assessing microbial populations (1). Therefore, this paper will briefly explain a number of applications that involve the technique and will also examine how DGGE works in general.

Applications of PCR-DGGE

PCR-DGGE is classified as part of the new discipline of molecular microbial ecology (5). Microbial ecology aims at studying interactions among microorganisms and between microorganisms and their environment. This involves long-term study, which includes various and numerous environmental sample analysis (5). However, conventional cloning, hybridisation and culture methods as mentioned above are not always practical for such investigations. Moreover, these techniques do not provide any information on the dynamics of the microbial populations in complex ecosystems and potential effects of environmental changes on such populations (4, 5, 6). Most importantly, these methods require an extended knowledge of the microorganisms to develop adapted probes that target particular individuals among diverse populations (5).

PCR-DGGE has the advantage of not requiring previous knowledge on microbial populations. It is a fingerprinting approach that can generate a pattern of genetic diversity in complex microbial ecosystems such as gastrointestinal tracts, soils, sediments, deep seas, rivers, hot springs and biofilms (4, 5). A major advantage of this method is its potential to visually profile and monitor changes occurring in various microbial communities, that are undergoing different treatments or modifications. It is a rapid and efficient separation technique of same length DNA sequences (amplified by PCR), which may vary as little as a single base pair modification (4, 5, 6).

Furthermore, PCR-DGGE is a flexible method that allows a unique combination of different approaches for a more accurate identification of, for example, functional genes present in particular bacterial populations or specific bacterial species by using hybridization or species-specific probes (2, 4, 5). This methodology can be utilized in diverse subject areas such as clinical and environmental microbiology and food safety.

PCR-DGGE in clinical microbiology

Examples of DGGE applications in clinical microbiology abound. For instance, DGGE allowed the identification of over 65 Mycoplasma species of human and veterinary origins in less than 24 hours (7). Mycoplasmas are fastidious organisms that require many weeks to culture and other serological tests to be identified. They cause various diseases associated with pneumonia, arthritis, conjunctivitis, infertility and abortion (7). This application of PCR-DGGE could potentially allow considerable savings of time, life and treatment costs.

Another important achievement was that DGGE has been established to have a real potential in screening large number of patients for rapid and reliable identification of deleterious changes in both breast cancer genes BRCA1 and BRCA2. (8). Hence PCR-DGGE allowed the detection of numerous mutations and revealed the existence of unclassified variants that were not reported before (8). This method was also able to demonstrate that animals, such as the Nile crocodile, baboon, red panda, wolf and Taiwan beauty snake, could also be infected by Helicobacter species, bacteria suspected to be responsible for stomach ulcers (9).

PCR-DGGE in environmental microbiology and food safety

PCR-DGGE is also a useful tool in studying complex microbial communities such as the gastrointestinal (GI) tract of food producing animals. Food producing animals are animals raised for milk, meat and egg production. These animals can carry in their GI tract disease-causing organisms throughout the production chain to the retail market and from the retail market to the consumer’s dinner table (10). It is therefore very important to elucidate the exact microbial populations of food producing animals’ GI tract. This will allow a better control of the shedding of deadly bacteria strains into manure which is used as fertilizer for produce such as fruits and vegetables.

The recent outbreak of E. coli on spinach in California is a painful recall that even vegetarians are not safe from the damages caused by a degraded health condition of food producing animals. The need for rapid and accurate methods for screening of total microbial populations in complex ecosystems is more evident than ever. PCR-DGGE has proved to be a powerful tool in assessing total gut microbial populations and was also used to detect previously unknown bacteria species in the GI tract of animals (1, 2, 9, 11). Understanding the relationship between the host and the disease-causing organisms will certainly assist us in defining efficient pathogens control measures. This is of paramount importance in food safety and food processing where quality control and assurance programs necessitate proficient methods to discontinue the transmission cycle of life-threatening microbes.

Last but not least, PCR-DGGE was used to examine complex ecosystems such as river, seas, soils and deep-sea hydrothermal vent (4, 5, 12, 13). Understanding complex microbial populations

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ลองนึกภาพสถานการณ์ ซึ่งมีผู้ป่วยติดเชื้อที่คุกคามชีวิต เช่นผู้ป่วยอาจต้องการให้จุลินทรีย์บำบัด อย่างไรก็ตาม จุลชีววิทยาคลินิก เป็นนาฬิกาในระบุสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ก่อให้เกิดโรคเพื่อให้สามารถให้การรักษามีประสิทธิภาพแข่งขันนี้คง ในความเป็นจริง มักจะ ได้หลังจากการตายของผู้ป่วยที่มีระบุสิ่งมีชีวิตก่อโรค นี้เป็นหลัก เพราะวิธีวัฒนธรรมอาจลำบาก และในกรณีที่ผสมวัฒนธรรม วิเคราะห์อื่น ๆ ต้องระบุระดับสายพันธุ์จุลินทรีย์ ปวง กระบวนการทั้งหมดได้ใช้เวลานาน โดยบางครั้งนานเป็นเดือนจะต้องระบุอย่างถูกต้องมีชีวิตที่ก่อโรค (2)จึงต้องหาวิธีที่จะแก้ปัญหาเหล่านี้ที่พบในวัฒนธรรมหลากหลายวิธี และ PCR-DGGE (พอลิเมอเรสปฏิกิริยาลูกโซ่ Denaturing ไล่ระดับเจ Electrophoresis) เป็นวิธีหนึ่งเช่น ในสาระสำคัญ PCR DGGE เกี่ยวข้องขยายของดีเอ็นเอ ด้วยไพรเมอร์เฉพาะสกุลที่เป้าหมาย 16S rDNA ลำดับและสร้างความแตกต่างต่อมาของนี้ดีเอ็นเอในเจ DGGE (1-5)แนะนำดีเอ็นเอเป็นโมเลกุลที่รับผิดชอบการเก็บรักษาข้อมูลทางพันธุกรรม ข้ามสายพันธุ์ และ ข้ามเวลา ประกอบด้วยเรียงความหมายของสารเคมีที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์ที่เป็นรูปเฟือง "A", "T", "C" และ "กรัม" เหล่านี้จัดการบอกเราเรื่องราวของสิ่งมีชีวิตแต่ละรายหรือแต่ละบุคคล รหัสผลิต ที่แสดงหนังสือคำแนะนำโดยละเอียดสำหรับสิ่งมีชีวิตหรือบุคคล การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ที่นำมาใช้ในลำดับนี้เรียกว่าการกลายพันธุ์ และขณะที่กลายพันธุ์เกิดขึ้นแบบสุ่ม หลายท่านเป็นการมีชีวิต "acclimatizes" สิ่งแวดล้อมใหม่ ดังนั้น สังเกต ความเข้าใจกลายพันธุ์เหล่านี้จะไม่ต้องสงสัยปรับปรุงเราเข้าใจสิ่งมีชีวิตที่เหลือ และชั่วคราวในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายเมื่อสังเกตได้ยาก ตัวอย่าง นี้จะเป็นประโยชน์สำหรับการตรวจสอบของกลุ่มประชากรจุลินทรีย์ ที่วัฒนธรรมขึ้นอยู่วิธีสั้นDenaturing Electrophoresis เจลไล่ระดับสี (DGGE) เป็นเทคนิคหนึ่งเช่นที่พยายามทำเช่นนี้ อณูชีววิทยาวิธีนี้เป็นวิธี fingerprinting ที่ได้นำไปสู่การปฏิวัติการเปลี่ยนแปลงในคำสั่งแบบดั้งเดิมที่ใช้ในการประเมินประชากรจุลินทรีย์ (1) ดังนั้น กระดาษนี้จะสั้น ๆ อธิบายถึงหมายเลขของโปรแกรมประยุกต์ที่เกี่ยวข้องกับเทคนิค และจะยังตรวจสอบวิธีทำงานโดยทั่วไปของ DGGEโปรแกรมประยุกต์ของ PCR-DGGEPCR DGGE ถูกจัดประเภทเป็นส่วนหนึ่งของวินัยใหม่ของโมเลกุลนิเวศวิทยาจุลินทรีย์ (5) นิเวศวิทยาจุลินทรีย์มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการโต้ตอบ ระหว่างจุลินทรีย์ และจุลินทรีย์และสิ่งแวดล้อมของพวกเขา นี้เกี่ยวข้องกับศึกษาระยะยาว ซึ่งมีต่าง ๆ มากมายตัวอย่างสิ่งแวดล้อมวิเคราะห์ และ (5) อย่างไรก็ตาม วิธีโคลน hybridisation และวัฒนธรรมดั้งเดิมเป็นดังกล่าวข้างต้นมักไม่ปฏิบัติการสอบสวนดังกล่าว นอกจากนี้ เทคนิคเหล่านี้ไม่ให้ข้อมูลใด ๆ ของประชากรจุลินทรีย์ในระบบนิเวศที่ซับซ้อนและผลเป็นไปได้ของการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมประชากรเช่น (4, 5, 6) สำคัญที่สุด วิธีการเหล่านี้ต้องการความรู้เพิ่มเติมจุลินทรีย์พัฒนาคลิปปากตะเข้ดัดแปลงที่เป้าหมายเฉพาะบุคคลในหมู่ประชากรหลากหลาย (5)PCR DGGE มีประโยชน์ของไม่ต้องการความรู้ก่อนหน้านี้ในประชากรจุลินทรีย์ มันเป็นวิธี fingerprinting ที่สามารถสร้างรูปแบบของความหลากหลายทางพันธุกรรมในระบบนิเวศจุลินทรีย์ที่ซับซ้อนเช่นระบบรามิด ดินเนื้อปูน ตะกอน ทะเลลึก แม่น้ำ น้ำพุร้อน และ biofilms (4, 5) ข้อดีหลักของวิธีนี้คือ ศักยภาพในการมองเห็นส่วนกำหนดค่า และตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในชุมชนต่าง ๆ จุลินทรีย์ ที่จะผ่าตัดรักษาแตกต่างกันหรือปรับเปลี่ยน มันเป็นเทคนิคการแยกอย่างรวดเร็ว และมีประสิทธิภาพเดียวกันความยาวดีเอ็นเอลำดับ (ขยาย โดย PCR), ซึ่งอาจแตกต่างกันเล็กน้อยเป็นการปรับเปลี่ยนเดียวฐานคู่ (4, 5, 6)นอกจากนี้ PCR DGGE เป็นวิธียืดหยุ่นที่ช่วยให้การผสมของวิธีต่าง ๆ สำหรับรหัสที่ถูกต้องมากขึ้นของ เช่น ยีนทำงานนำเสนอโดยเฉพาะประชากรแบคทีเรียหรือแบคทีเรียชนิดเฉพาะโดย hybridization หรือ species-specific คลิปปากตะเข้ (2, 4, 5) วิธีนี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในหลากหลายเรื่องเช่นจุลชีววิทยาทางคลินิก และสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยของอาหารDGGE PCR ในจุลชีววิทยาคลินิกตัวอย่างของโปรแกรมประยุกต์ DGGE ในจุลชีววิทยาคลินิกอยู่มาก เช่น DGGE อนุญาตให้ใช้รหัสของกว่า 65 Mycoplasma พันธุ์กำเนิดมนุษย์ และสัตวแพทย์ในน้อยกว่า 24 ชั่วโมง (7) Mycoplasmas fastidious ชีวิตที่ต้องการหลายสัปดาห์วัฒนธรรมการทดสอบสภาวะอื่น ๆ ที่จะระบุ ได้ จะทำให้เกิดโรคต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับปอดบวม โรคไขข้ออักเสบ โรคตาแดง มีบุตรยาก และแท้ง (7) โปรแกรมประยุกต์นี้ของ PCR DGGE อาจทำให้ประหยัดมากของเวลา ชีวิต และรักษาความสำเร็จสำคัญอื่นได้ที่ DGGE มีการสร้างให้มีศักยภาพที่แท้จริงในการคัดกรองผู้ป่วยรหัสอย่างรวดเร็ว และเชื่อถือได้ของการเปลี่ยนแปลงในยีนทั้งมะเร็งเต้านม BRCA1 และ BRCA2 ร้ายจำนวนมาก (8) . DGGE PCR ดังนั้นการตรวจพบการกลายพันธุ์มากมายที่ได้รับอนุญาต และเปิดเผยการดำรงอยู่ของตัวแปรไม่ได้แยกประเภทที่มีรายงานก่อน (8) ไม่ วิธีนี้ก็ยังสามารถที่จะแสดงให้เห็นว่า สัตว์ จระเข้แม่น้ำไนล์ ลิงบาบูน แพนด้าแดง หมาป่า และ งูงามไต้หวัน อาจจะติดเชื้อ โดยพันธุ์กระเพาะ แบคทีเรียที่สงสัยว่าจะรับผิดชอบแผลเปื่อยในกระเพาะอาหาร (9)PCR-DGGE ด้านความปลอดภัยอาหารและจุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อมPCR-DGGE เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการศึกษาชุมชนจุลินทรีย์ซับซ้อนเช่นระบบ (GI) ทางเดินอาหารสัตว์ producing ผลิตอาหารสัตว์เป็นสัตว์เลี้ยงสำหรับผลิตนม เนื้อสัตว์ และไข่ สัตว์เหล่านี้สามารถมีการจิทางเดินก่อโรคชีวิตตลอดห่วงโซ่การผลิตตลาดค้าปลีก และการตลาดขายปลีกโต๊ะอาหารของผู้บริโภค (10) จึงสำคัญมากที่จะ elucidate ประชากรจุลินทรีย์แน่นอนผลิตสัตว์ของ GI ระบบทางเดินอาหาร นี้จะช่วยให้การควบคุมดีส่องของสายพันธุ์แบคทีเรียที่ร้ายแรงในมูลซึ่งใช้เป็นปุ๋ยสำหรับผลิตเช่นผักและผลไม้ล่าสุดระบาดของ E. coli ในผักโขมในแคลิฟอร์เนียจะเรียกคืนความเจ็บปวดที่ไม่ปลอดภัยจากความเสียหายที่เกิดจากสุขภาพเสื่อมโทรมสัตว์ producing อาหารมังสวิรัติแม้ ต้องการวิธีการอย่างรวดเร็ว และแม่นยำสำหรับคัดรวมกลุ่มประชากรจุลินทรีย์ในระบบนิเวศที่ซับซ้อนจะชัดมากขึ้นกว่าเดิม PCR DGGE ได้พิสูจน์ให้เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการประเมินประชากรจุลินทรีย์รวมไส้ และยังใช้ในการตรวจหาแบคทีเรียที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ชนิดในทางเดินของ GI ของสัตว์ (1, 2, 9, 11) การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์และสิ่งมีชีวิตก่อโรคจะแน่นอนช่วยเราในการกำหนดมาตรการควบคุมโรคอย่างมีประสิทธิภาพ นี่คือสิ่งสำคัญในความปลอดภัยของอาหารและอาหารที่ควบคุมคุณภาพและประกันโปรแกรมผนวกความเชี่ยวชาญวิธีการยกเลิกวงจรส่งจุลินทรีย์ที่คุกคามชีวิตสุดท้ายแต่ไม่น้อย PCR DGGE ที่ใช้ตรวจสอบระบบนิเวศที่ซับซ้อนเช่นแม่น้ำ ทะเล ดินเนื้อปูน และลึกปล่อง (4, 5, 12, 13) กลุ่มประชากรจุลินทรีย์ที่ซับซ้อนเข้าใจ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ลองนึกภาพสถานการณ์ที่คุณมีผู้ป่วยที่มีการติดเชื้อที่เป็นอันตรายต่อชีวิต เช่นผู้ป่วยอาจต้องใช้การรักษาด้วยยาต้านจุลชีพที่พร้อมท์ อย่างไรก็ตามในทางจุลชีววิทยาคลินิกนี้มีการแข่งขันอย่างต่อเนื่องกับนาฬิกาในการระบุก่อให้เกิดโรคเหล่านี้มีชีวิตเพื่อให้รักษาที่มีประสิทธิภาพสามารถให้ ในความเป็นจริงมักจะเป็นหลังจากการตายของผู้ป่วยมีชีวิตที่ก่อให้เกิดโรคที่มีการระบุ นี้เป็นหลักเพราะวิธีการวัฒนธรรมดั้งเดิมอาจจะลำบากและในกรณีของวัฒนธรรมผสมการวิเคราะห์อื่น ๆ จะต้องระบุจุลินทรีย์ในระดับสปีชีส์ ที่ร่วมกันกระบวนการทั้งหมดจะใช้เวลานานโดยบางครั้งในช่วงเดือนที่จะต้องถูกต้องระบุสิ่งมีชีวิตก่อให้เกิดโรคนี้ (2). มันจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะหาวิธีที่จะแก้ปัญหาเหล่านี้ที่พบในวิธีการเพาะเลี้ยงที่กว้างขวางและ PCR-DGGE (Polymerase ปฏิกิริยา denaturing เชนเจลไล่โทนสี Electrophoresis) เป็นหนึ่งในวิธีการดังกล่าว ในสาระสำคัญ PCR-DGGE เกี่ยวข้องกับการขยายของดีเอ็นเอไพรเมอร์โดยเฉพาะประเภทที่กำหนดเป้าหมายลำดับ 16S rDNA และความแตกต่างที่ตามมาของดีเอ็นเอนี้เจล DGGE (1-5). บทนำดีเอ็นเอเป็นโมเลกุลที่รับผิดชอบในการรักษาข้อมูลทางพันธุกรรมข้ามสายพันธุ์และข้ามเวลา. มันประกอบไปด้วยการจัดเรียงที่มีความหมายของสารเคมีที่เรียกว่านิวคลีโอที่มีสัญลักษณ์ "A", "T", "C" และ "จี" การเตรียมการเหล่านี้บอกเล่าเรื่องราวของแต่ละชีวิตหรือบุคคลในว่ารหัสที่พวกเขาผลิตแทน หนังสือการเรียนการสอนที่มีรายละเอียดสำหรับการที่สิ่งมีชีวิตหรือบุคคล การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ที่รู้จักในลำดับนี้เรียกว่าการกลายพันธุ์และการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นในขณะที่การสุ่มหลายอดทนเป็นสิ่งมีชีวิต "acclimatizes" เพื่อสภาพแวดล้อมใหม่ ดังนั้นการสังเกตและการทำความเข้าใจเกี่ยวกับการกลายพันธุ์เหล่านี้ไม่ต้องสงสัยจะปรับปรุงความเข้าใจของเราของสิ่งมีชีวิตที่เหลือและชั่วคราวในหลากหลายสภาพแวดล้อมเมื่อสังเกตเป็นเรื่องยาก ตัวอย่างเช่นนี้จะเป็นประโยชน์สำหรับการตรวจสอบของประชากรจุลินทรีย์ที่ขึ้นอยู่กับวิธีการเพาะเลี้ยงสั้นลง. denaturing เจลไล่โทนสี Electrophoresis (DGGE) เป็นเทคนิคที่พยายามที่จะทำเช่นนี้ วิธีนี้อณูชีววิทยาเป็นวิธีการพิมพ์ลายนิ้วมือที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงการปฏิวัติในหลายของการปฏิบัติแบบดั้งเดิมที่ใช้ในการประเมินประชากรจุลินทรีย์ (1) ดังนั้นบทความนี้จะอธิบายสั้น ๆ จำนวนของโปรแกรมประยุกต์ที่เกี่ยวข้องกับเทคนิคและวิธีการที่จะตรวจสอบการทำงานใน DGGE ทั่วไป. การประยุกต์ใช้ PCR-DGGE PCR-DGGE จัดเป็นส่วนหนึ่งของการมีระเบียบวินัยใหม่ของระบบนิเวศของจุลินทรีย์โมเลกุล (5) นิเวศวิทยาของจุลินทรีย์มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการโต้ตอบกันระหว่างจุลินทรีย์และเชื้อจุลินทรีย์และสภาพแวดล้อมของพวกเขา นี้เกี่ยวข้องกับการศึกษาในระยะยาวซึ่งรวมถึงการวิเคราะห์ตัวอย่างสิ่งแวดล้อมที่หลากหลายและจำนวนมาก (5) แต่โคลนธรรมดา hybridisation วัฒนธรรมและวิธีการดังกล่าวข้างต้นไม่ได้เสมอในทางปฏิบัติสำหรับการตรวจสอบดังกล่าว นอกจากนี้เทคนิคเหล่านี้ไม่ได้ให้ข้อมูลใด ๆ เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของประชากรจุลินทรีย์ในระบบนิเวศที่ซับซ้อนและผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมต่อประชากรดังกล่าว (4, 5, 6) สิ่งสำคัญที่สุดคือวิธีการเหล่านี้จำเป็นต้องมีความรู้ขยายของเชื้อจุลินทรีย์ในการพัฒนายานสำรวจที่มีเป้าหมายปรับตัวบุคคลโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มประชากรที่มีความหลากหลาย (5). PCR-DGGE ได้ประโยชน์จากการที่ไม่ต้องรู้ก่อนต่อประชากรจุลินทรีย์ มันเป็นวิธีการพิมพ์ลายนิ้วมือที่สามารถสร้างรูปแบบของความหลากหลายทางพันธุกรรมของจุลินทรีย์ในระบบนิเวศที่ซับซ้อนเช่นการเดินเล่นในระบบทางเดินอาหารเป็นดินตะกอนทะเลลึก, แม่น้ำ, น้ำพุร้อนและไบโอฟิล์ม (4, 5) ประโยชน์ที่สำคัญของวิธีนี้คือศักยภาพในการรายละเอียดสายตาและตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในชุมชนของจุลินทรีย์ต่างๆที่กำลังได้รับการรักษาที่แตกต่างกันหรือการปรับเปลี่ยน มันเป็นเทคนิคการแยกอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพของลำดับดีเอ็นเอระยะเวลาเดียวกัน (ขยายโดยวิธี PCR) ซึ่งอาจแตกต่างกันไปเป็นเพียงการปรับเปลี่ยนฐานคู่เดียว (4, 5, 6). นอกจากนี้ PCR-DGGE เป็นวิธีการที่มีความยืดหยุ่นที่ช่วยให้ รวมกันเป็นเอกลักษณ์ของวิธีการที่แตกต่างกันสำหรับประชาชนที่ถูกต้องมากขึ้นของตัวอย่างเช่นยีนที่ทำงานอยู่ในประชากรของเชื้อแบคทีเรียหรือเชื้อแบคทีเรียสายพันธุ์ที่เฉพาะเจาะจงโดยใช้พันธุ์หรือสายพันธุ์เฉพาะโพรบ (2, 4, 5) วิธีการนี้สามารถนำไปใช้ในสาขาวิชาที่หลากหลายเช่นจุลชีววิทยาคลินิกและด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยของอาหาร. PCR-DGGE จุลชีววิทยาคลินิกตัวอย่างของการใช้งาน DGGE จุลชีววิทยาคลินิกมาก ยกตัวอย่างเช่น DGGE ได้รับอนุญาตให้บัตรประจำตัวของกว่า 65 Mycoplasma สายพันธุ์ของต้นกำเนิดของมนุษย์และสัตวแพทย์ในเวลาน้อยกว่า 24 ชั่วโมง (7) Mycoplasmas จุกจิกเป็นสิ่งมีชีวิตที่ต้องใช้เวลาหลายสัปดาห์ในการเพาะเลี้ยงและการทดสอบทางภูมิคุ้มกันอื่น ๆ ที่จะระบุ พวกเขาก่อให้เกิดโรคต่างๆที่เกี่ยวข้องกับโรคปอดบวม, โรคตาแดงภาวะมีบุตรยากและการทำแท้ง (7) การประยุกต์ใช้ PCR-DGGE นี้อาจจะช่วยให้เงินออมมากของเวลาชีวิตและค่าใช้จ่ายในการรักษา. อีกความสำเร็จที่สำคัญคือการที่ DGGE ได้รับการจัดตั้งให้มีศักยภาพที่แท้จริงในการตรวจคัดกรองจำนวนมากของผู้ป่วยเพื่อระบุตัวตนได้อย่างรวดเร็วและเชื่อถือได้ของการเปลี่ยนแปลงที่เป็นอันตรายในเต้านมทั้งสอง มะเร็งยีน BRCA 1 และ BRCA 2 (8) ดังนั้น PCR-DGGE ได้รับอนุญาตการตรวจสอบของการกลายพันธุ์จำนวนมากและเผยให้เห็นการดำรงอยู่ของสายพันธุ์ที่ไม่เป็นความลับที่ถูกไม่ได้รายงานก่อน (8) วิธีนี้ก็สามารถที่จะแสดงให้เห็นว่าสัตว์เช่นจระเข้แม่น้ำไนล์ลิงบาบูน, แพนด้าแดงหมาป่าและไต้หวันงามงูอาจจะมีการติดเชื้อจากสายพันธุ์ Helicobacter แบคทีเรียสงสัยว่าจะเป็นผู้รับผิดชอบสำหรับแผลในกระเพาะอาหาร (9). PCR-DGGE จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยอาหารPCR-DGGE ยังเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการศึกษากลุ่มจุลินทรีย์ที่มีความซับซ้อนเช่นระบบทางเดินอาหาร (GI) ของระบบทางเดินอาหารการผลิตสัตว์ อาหารสัตว์ที่ผลิตเป็นสัตว์ที่ยกนมเนื้อสัตว์และผลิตไข่ สัตว์เหล่านี้สามารถดำเนินการในการก่อให้เกิดโรคระบบทางเดินของพวกเขามีชีวิตทางเดินอาหารตลอดห่วงโซ่การผลิตเพื่อตลาดค้าปลีกและตลาดค้าปลีกที่จะโต๊ะอาหารของผู้บริโภค (10) ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญมากที่จะอธิบายประชากรจุลินทรีย์ที่แน่นอนของทางเดินอาหารการผลิตอาหารสัตว์ ซึ่งจะช่วยให้การควบคุมที่ดีขึ้นของการไหลของแบคทีเรียสายพันธุ์ร้ายแรงเข้าปุ๋ยซึ่งจะใช้เป็นปุ๋ยสำหรับการผลิตเช่นผักและผลไม้. การระบาดที่ผ่านมาของเชื้อ E. coli ในผักโขมในรัฐแคลิฟอร์เนียเป็นจำที่เจ็บปวดว่าแม้มังสวิรัติจะไม่ปลอดภัยจาก ความเสียหายที่เกิดจากภาวะสุขภาพเสื่อมโทรมของอาหารการผลิตสัตว์ จำเป็นที่จะต้องใช้วิธีการอย่างรวดเร็วและถูกต้องสำหรับการคัดกรองประชากรจุลินทรีย์โดยรวมในระบบนิเวศที่ซับซ้อนที่เห็นได้ชัดมากขึ้นกว่าเดิม PCR-DGGE ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการประเมินประชากรจุลินทรีย์ในลำไส้รวมและยังใช้ในการตรวจสอบสายพันธุ์แบคทีเรียที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ในทางเดินอาหารของสัตว์ (1, 2, 9, 11) ทำความเข้าใจเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์และสิ่งมีชีวิตที่ก่อให้เกิดโรคที่แน่นอนจะช่วยเราในการกำหนดมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมเชื้อโรค นี้มีความสำคัญยิ่งในความปลอดภัยของอาหารและการแปรรูปอาหารที่ควบคุมคุณภาพและการประกันเลี่ยงวิธีการที่มีความเชี่ยวชาญที่จะยุติวงจรการแพร่กระจายของเชื้อจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายต่อชีวิต. สุดท้าย แต่ไม่น้อย, PCR-DGGE ถูกใช้ในการตรวจสอบระบบนิเวศที่ซับซ้อนเช่นแม่น้ำทะเล ดินและระบายความร้อนชื้นในทะเลลึก (4, 5, 12, 13) ทำความเข้าใจเกี่ยวกับประชากรจุลินทรีย์ที่ซับซ้อน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

จินตนาการสถานการณ์ที่คุณจะต้องเป็นผู้ป่วยที่มีการติดเชื้อที่เป็นอันตรายต่อชีวิต เช่น คนไข้อาจต้องให้การรักษาด้วยยาต้านจุลชีพ . อย่างไรก็ตาม จุลชีววิทยาคลินิก มีค่าคงที่นี้แข่งกับเวลาในการระบุโรคที่ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ เพื่อการรักษาที่มีประสิทธิภาพที่สามารถให้ ในความเป็นจริง มักจะมันเป็นเพียงหลังจากการเสียชีวิตของผู้ป่วยที่เป็นโรคที่ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตที่ถูกระบุถึง นี้เป็นหลักเนื่องจากวิธีการวัฒนธรรมแบบดั้งเดิมจะลําบาก และในกรณีของวัฒนธรรมผสม วิเคราะห์อื่น ๆ จะต้องระบุสายพันธุ์จุลินทรีย์ ที่ระดับ ถ่ายด้วยกัน กระบวนการทั้งหมดสามารถใช้เวลานานซึ่งบางครั้งเกินเดือนจะต้องถูกต้องระบุโรคที่ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิต ( 2 ) .

มันจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะหาวิธีการแก้ไขปัญหาเหล่านี้ที่พบในวิธีการเลี้ยงอย่างละเอียด และดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ ( ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอร์เรสี่ลาด gel electrophoresis ) เป็นวิธีหนึ่งเช่น ในสาระการเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ที่เกี่ยวข้องกับดีเอ็นเอ โดยเฉพาะสกุลไพรเมอร์ที่เป้าหมายลำดับ 16S rDNA และความแตกต่างที่ตามมาของดีเอ็นเอในการทดลองเจล ( 1-5 )

บทนำ

ดีเอ็นเอเป็นโมเลกุลรับผิดชอบเก็บรักษาพันธุกรรมข้อมูลข้ามชนิดและข้ามกาลเวลา ประกอบด้วยการจัดเรียงที่มีความหมายของสารเคมีที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์ที่เป็นสัญลักษณ์ " " , " " , " C " และ " G" ข้อตกลงเหล่านี้บอกเรื่องราวของแต่ละชีวิต หรือบุคคล ในรหัสที่พวกเขาผลิต เป็นตัวแทนของหนังสือสอนรายละเอียดสำหรับสิ่งมีชีวิต หรือบุคคลทั่วไป การเปลี่ยนแปลงใด ๆที่แนะนำในลำดับนี้เรียกว่าการกลายพันธุ์ และขณะที่การกลายพันธุ์เกิดขึ้นแบบสุ่มหลายอดทนเป็นสิ่งมีชีวิต " acclimatizes " กับสภาพแวดล้อมใหม่ ดังนั้นการสังเกตและความเข้าใจจึงไม่ต้องสงสัยจะปรับปรุงความเข้าใจของเราที่เหลืออยู่ และมีสิ่งมีชีวิตในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย เมื่อสังเกตได้ยาก ตัวอย่าง นี้จะเป็นประโยชน์สำหรับการติดตามของประชากรจุลินทรีย์ ซึ่งวิธีการพึ่งพาวัฒนธรรมตกสั้น

ี่ลาด gel electrophoresis ( การทดลอง ) เป็นเทคนิคที่พยายามที่จะทำ วิธีนี้เป็นวิธีทางอณูชีววิทยาลายที่ได้นำการเปลี่ยนแปลงปฏิวัติในหลายแบบตามปกติใช้ในการประเมินประชากรจุลินทรีย์ ( 1 ) ดังนั้นกระดาษนี้จะอธิบายสั้น ๆจำนวนของโปรแกรมประยุกต์ที่เกี่ยวข้องกับเทคนิค และจะตรวจสอบว่าผลการทดลองในทั่วไป .

ใช้ดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้

ดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้จัดเป็นส่วนหนึ่งของระเบียบวินัยของโมเลกุลนิเวศวิทยาจุลินทรีย์ใหม่ ( 5 ) นิเวศวิทยาของจุลินทรีย์ มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างเชื้อจุลินทรีย์และระหว่างจุลินทรีย์กับสภาพแวดล้อมของมัน นี้เกี่ยวข้องกับการศึกษาระยะยาวซึ่งประกอบด้วยการวิเคราะห์สิ่งแวดล้อมต่าง ๆและตัวอย่างจำนวนมาก ( 5 ) อย่างไรก็ตาม ปกติการโคลนนิ่ง ไฮบริไดเซชันและวิธีวัฒนธรรมดังกล่าวข้างต้นจะไม่เสมอในทางปฏิบัติสำหรับการตรวจสอบดังกล่าว นอกจากนี้เทคนิคเหล่านี้ไม่ได้ให้ข้อมูลใด ๆเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของประชากรจุลินทรีย์ในระบบนิเวศที่ซับซ้อน และอาจส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมในประชากรนั้น ( 4 , 5 , 6 ) ที่สำคัญที่สุด วิธีการเหล่านี้ต้องมีการขยายองค์ความรู้ของจุลินทรีย์ เพื่อพัฒนาปรับขึ้นไปที่เป้าหมายเฉพาะบุคคลของประชากรหลากหลาย

( 5 )ดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ที่มีประโยชน์ไม่ต้องความรู้เดิมต่อประชากรจุลินทรีย์ มันเป็นลายแบบที่สามารถสร้างรูปแบบของความหลากหลายทางพันธุกรรมของจุลินทรีย์ในระบบนิเวศที่ซับซ้อน เช่น ใบปลิวในดินตะกอนทะเลลึก แม่น้ําพุร้อนและไบโอฟิล์ม ( 4 , 5 )ข้อได้เปรียบที่สำคัญของวิธีนี้คือมีศักยภาพในการมองเห็นรายละเอียดและตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในชุมชนจุลินทรีย์ต่าง ๆ ที่ได้รับการรักษาที่แตกต่างกันหรือการปรับเปลี่ยน มันเป็นอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพการแยกเทคนิคเดียวกันความยาวลำดับดีเอ็นเอ ( ขยายโดยวิธี PCR ) ซึ่งอาจจะแตกต่างกันไปเล็กน้อยเป็นฐานการเดี่ยวคู่ ( 4 , 5 , 6 ) .

นอกจากนี้มีความยืดหยุ่นดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้วิธีการที่ช่วยให้การรวมกันเป็นหนึ่งเดียวของวิธีการที่แตกต่างกันสำหรับถูกต้องการตัวอย่าง การทำงาน พันธุกรรมในประชากรแบคทีเรีย โดยเฉพาะแบคทีเรียชนิดที่เฉพาะเจาะจงหรือเฉพาะ - ขยายพันธุ์โดยใช้ hybridization probes ( 2 , 4 , 5 )วิธีการนี้สามารถใช้ในสาขาที่หลากหลายเช่นคลินิกและจุลชีววิทยาอาหารปลอดภัยสิ่งแวดล้อม

ดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ในทางคลินิกจุลชีววิทยา

ตัวอย่างของการทดลองในคลินิกจุลชีววิทยาประยุกต์มากขึ้น เช่น การทดลองให้กำหนดเกิน 65 Mycoplasma สายพันธุ์ของมนุษย์ และกำเนิดสัตว์ในน้อยกว่า 24 ชั่วโมง ( 7 )ไมโคพลาสมาเป็นสิ่งมีชีวิตที่ต้องพิถีพิถันมากสัปดาห์วัฒนธรรมและการทดสอบความพยายามอื่น ๆที่จะระบุ . พวกเขาเป็นสาเหตุของโรคต่าง ๆที่เกี่ยวข้องกับปอดบวม , โรคไขข้อ , ตาแดง , ภาวะมีบุตรยากและการทำแท้ง ( 7 ) โปรแกรมนี้ของดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้อาจจะช่วยประหยัดมากของเวลาและต้นทุนชีวิตและการรักษา .

อื่นที่สำคัญคือการเรียนรู้ว่า การทดลองที่ได้รับการจัดตั้งขึ้นเพื่อมีศักยภาพที่แท้จริงในการคัดกรองจำนวนมากของผู้ป่วย สำหรับการเปลี่ยนแปลงที่รวดเร็วและน่าเชื่อถือ คงทั้งยีนมะเร็งเต้านม BRCA1 และ BRCA2 . ( 8 ) ดังนั้นการตรวจหาดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ให้กลายพันธุ์จำนวนมากและพบการดำรงอยู่ของสายพันธุ์ที่แยกประเภทไม่รายงานก่อน ( 8 )วิธีนี้ยังสามารถแสดงให้เห็นว่าสัตว์ เช่น แม่น้ําไนล์ จระเข้ ลิงบาบูน , หมีแพนด้าสีแดง , หมาป่าและงูความงามไต้หวัน ยังอาจจะติดเชื้อ Helicobacter สายพันธุ์แบคทีเรียที่สงสัยว่าจะรับผิดชอบในกระเพาะ ( 9 ) .

ดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ในด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย

อาหารจุลชีววิทยาดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ยังเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการศึกษาประชากรจุลินทรีย์ที่ซับซ้อนเช่นระบบทางเดินอาหาร ( GI ) ทางเดินอาหาร การผลิตสัตว์ อาหารการผลิตสัตว์เป็นสัตว์ที่เลี้ยงเพื่อผลิตนม เนื้อสัตว์ และไข่สัตว์เหล่านี้สามารถดำเนินการในทางเดินอาหาร โรคที่ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตตลอดห่วงโซ่การผลิตเพื่อตลาดค้าปลีก และตลาดค้าปลีก บนโต๊ะอาหารของผู้บริโภค ( 10 ) มันจึงเป็นเรื่องที่สำคัญ เพื่อศึกษาจุลินทรีย์กลุ่มที่ผลิตอาหารสัตว์ ทางเดินอาหารนี้จะช่วยให้การควบคุมที่ดีขึ้นของการไหลของแบคทีเรียสายพันธุ์มรณะเป็นปุ๋ยที่ใช้เป็นปุ๋ยสำหรับการผลิต เช่น ผัก และผลไม้

จากการแพร่ระบาดของเชื้ออีโคไลในผักขมในแคลิฟอร์เนียเป็นจำที่เจ็บปวดที่แม้แต่คนกินเจจะปลอดภัยจากความเสียหายที่เกิดจากการย่อยสลายอาหารสุขภาพของการผลิตสัตว์ต้องการอย่างรวดเร็วและถูกต้อง โดยวิธีการคัดกรองประชากรจุลินทรีย์ในระบบนิเวศที่ซับซ้อนมีความชัดเจนมากขึ้นกว่าเดิม ดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการประเมินจำนวนประชากรจุลินทรีย์ในทางเดินอาหาร และยังใช้ตรวจสอบชนิดที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้แบคทีเรียในทางเดินอาหารของสัตว์ ( 1 , 2 , 9 , 11 )เข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์ และโรคที่ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตอย่างแน่นอนจะช่วยเราในการกำหนดมาตรการในการควบคุมโรคที่มีประสิทธิภาพ . นี้มีความสำคัญยิ่ง ในความปลอดภัยของอาหารและอาหารแปรรูปที่โปรแกรมควบคุมและประกันคุณภาพจำเป็นวิธีการชาญเพื่อยกเลิกการส่งผ่านวงจรของชีวิตจุลินทรีย์

สุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุดดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ที่ใช้เพื่อศึกษาระบบนิเวศที่ซับซ้อน เช่น แม่น้ำ ทะเล ดิน น้ำลึกปล่องไฮโดรเทอร์มอล ( 4 , 5 , 12 , 13 ) ความเข้าใจประชากรจุลินทรีย์ที่ซับซ้อน