PCR-DGGE is classified as part of t

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 would certainly
help us in rapid decision-making with regard to adequate treatment and other major interventions aiming
at making the world a better and safer place to live.
How does it work?
First, DNA fragments from a sample containing multiple organisms are amplified using the PCR
technique (to learn more about PCR click the following link.) These amplified products generally entail
sequences that are well conserved from organism to organism – for example, sequences for the 16S rDNA
are a common choice. This collection of fragments is then subjected to the DGGE component of the
procedure.
DGGE is a particular type of gel electrophoresis in which a constant heat (about 60ºC) and an increasing
concentration of denaturing chemicals are used to force DNA molecules to unwind. A quick glimpse at
electrophoresis tells us that this is a separation technique based on the electrical charge, shape and
molecular weight of particulates such as DNA, proteins and RNA (3). In DGGE, DNA, which is
negatively charged, is attracted by the positive electrode and forced to migrate through the pores of a
polyacrylamide gel. Once it reaches the concentration of denaturing reagents at which it unwinds, it is said
to have melted. This determines the melting domains (4, 5), which are defined as stretches of base pairs with an identical melting temperature (4). In other words, base pairs formed by nucleotides A (adenine)
and T (thymine), and those formed by C (cytosine) and G (guanine) are chemically melted apart.
Basically, what happens is that hydrogen bonding between the base pairs is broken by the temperature and
the increasing gradient of denaturing chemicals (urea and formamide) (4, 5). Any variation of DNA
sequences within these domains will result in different melting temperatures, thus causing different
sequences to migrate at different positions in the gel (4). This provides DGGE with the power to
distinguish between mutated and wild type sequences without prior knowledge of what these sequences
are, justifying why this method is used to detect mutations within closely related organisms (1, 2).


Figure 1: An example of a DGGE gel showing band compositions of various populations samples,
representative of complex microbial ecosystems. Each band in each lane represents a 16S amplified
product migrating to a unique position in the gel, which melts in a sequence dependant manner.
This separation is also aided considerably when a short sequence of G’s and C’s (about 40 nucleotides),
often called GC-clamp, is attached to one end of the amplified DNA products (4, 6). This can be done by
incorporation of this GC sequence into one of the primers used for amplifying the 16S rDNA fragments.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

PCR DGGE ถูกจัดประเภทเป็นส่วนหนึ่งของวินัยใหม่ของโมเลกุลนิเวศวิทยาจุลินทรีย์ (5) จุลินทรีย์ นิเวศวิทยามีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการโต้ตอบ ระหว่างจุลินทรีย์ และจุลินทรีย์ และของพวกเขา สภาพแวดล้อม นี้เกี่ยวข้องกับการศึกษาระยะยาว ซึ่งมีจำนวนมาก และหลายอย่างสิ่งแวดล้อม วิเคราะห์ (5) อย่างไรก็ตาม โคลนธรรมดา hybridisation และวัฒนธรรมวิธีดังกล่าวข้างต้นเป็น ไม่เสมอภาคปฏิบัติสำหรับการตรวจสอบดังกล่าว นอกจากนี้ เทคนิคเหล่านี้ยังไม่มีข้อมูลใด ๆ ในการเปลี่ยนแปลงของประชากรจุลินทรีย์ในระบบนิเวศที่ซับซ้อนและผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นของ เปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมในประชากรเช่น (4, 5, 6) สำคัญที่สุด วิธีการเหล่านี้ต้องการขยาย ความรู้ของคนเราจะพัฒนาคลิปปากตะเข้ดัดแปลงที่เป้าหมายเฉพาะบุคคลระหว่าง มีประชากร (5) PCR DGGE มีประโยชน์ของไม่ต้องการความรู้ก่อนหน้านี้ในประชากรจุลินทรีย์ มันเป็นการ ลายพิมพ์วิธีที่สามารถสร้างรูปแบบของความหลากหลายทางพันธุกรรมในระบบนิเวศจุลินทรีย์ที่ซับซ้อน รามิดระบบ ดินเนื้อปูน ตะกอน ทะเลลึก แม่น้ำ น้ำพุร้อน และ biofilms (4, 5) หลักการ ข้อดีของวิธีนี้คือ ศักยภาพจะเห็นส่วนกำหนดค่าและตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในที่ต่าง ๆ จุลินทรีย์ชุมชน ที่อยู่ในระหว่างการรักษาแตกต่างกันหรือปรับเปลี่ยน จึงรวดเร็ว และ เทคนิคแยกประสิทธิภาพเดียวกันความยาวดีเอ็นเอลำดับ (ขยาย โดย PCR), ซึ่งอาจแตกต่างกันเป็น เล็กน้อยเป็นการปรับเปลี่ยนเดียวฐานคู่ (4, 5, 6) นอกจากนี้ PCR DGGE มีความยืดหยุ่นที่ช่วยให้ชุดเฉพาะของวิธีต่าง ๆ สำหรับรหัสที่ถูกต้องมากขึ้นของ เช่น ยีนทำงานนำเสนอโดยเฉพาะประชากรแบคทีเรียหรือแบคทีเรียชนิดเฉพาะโดย hybridization หรือ species-specific คลิปปากตะเข้ (2, 4, 5) นี้ วิธีการที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในหลากหลายเรื่องเช่นจุลชีววิทยาทางคลินิก และสิ่งแวดล้อม และ ความปลอดภัยของอาหาร DGGE PCR ในจุลชีววิทยาคลินิก ตัวอย่างของโปรแกรมประยุกต์ DGGE ในจุลชีววิทยาคลินิกอยู่มาก เช่น DGGE ได้ รหัสของชนิด Mycoplasma กว่า 65 ต้นกำเนิดมนุษย์ และสัตวแพทย์ในน้อยกว่า 24 ชั่วโมง (7) Mycoplasmas มีชีวิต fastidious ที่สัปดาห์หลายวัฒนธรรมและอื่น ๆ การทดสอบสภาวะจะต้อง ระบุ เกิดโรคต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับปอดบวม โรคไขข้อ โรคตาแดง มีบุตรยาก และ ทำแท้ง (7) โปรแกรมประยุกต์นี้ของ PCR DGGE อาจทำให้ประหยัดมากของเวลา ชีวิต และ ค่าใช้จ่ายในการรักษา ความสำเร็จสำคัญอื่นได้ที่ DGGE มีการสร้างให้มีศักยภาพที่แท้จริงในการคัดกรอง จำนวนผู้ป่วยรหัสอย่างรวดเร็ว และเชื่อถือได้ของการเปลี่ยนแปลงที่สุดในมะเร็งเต้านมทั้งสอง ยีน BRCA1 และ BRCA2 (8) . DGGE PCR จึงอนุญาตให้ใช้การตรวจพบการกลายพันธุ์มากมาย และ เปิดเผยการดำรงอยู่ของตัวแปรไม่ได้แยกประเภทที่ไม่มีรายงานก่อน (8) วิธีการนี้ยังเป็น สามารถแสดงให้เห็นว่า สัตว์ จระเข้แม่น้ำไนล์ ลิงบาบูน แพนด้าแดง ดาวเคราะห์ และความสวยงามของไต้หวัน งู สามารถยังสามารถติดเชื้อกระเพาะชนิด สงสัยว่าแบคทีเรียจะรับผิดชอบท้อง แผลเปื่อย (9) PCR-DGGE ด้านความปลอดภัยอาหารและจุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม PCR-DGGE เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการศึกษาชุมชนจุลินทรีย์ซับซ้อนเช่นระบบ (GI) ที่ระบบทางเดินอาหารการผลิตสัตว์ สัตว์เลี้ยงในน้ำนม เนื้อสัตว์ และไข่เป็นอาหารสัตว์ producing การผลิต สัตว์เหล่านี้สามารถมีการจิทางเดินก่อโรคชีวิตตลอดการผลิต สายตลาดค้าปลีก และการตลาดขายปลีกโต๊ะอาหารของผู้บริโภค (10) จึง สิ่งสำคัญ elucidate ประชากรจุลินทรีย์แน่นอนผลิตสัตว์ของ GI ระบบทางเดินอาหาร นี้จะ อนุญาตให้ตัวควบคุมที่ดีของการส่องของสายพันธุ์แบคทีเรียที่ร้ายแรงในมูลซึ่งจะใช้เป็นปุ๋ยสำหรับ ผลิตเช่นผักและผลไม้ ล่าสุดระบาดของ E. coli ในผักโขมในแคลิฟอร์เนียจะเรียกคืนความเจ็บปวดที่แม้แต่มังสวิรัติไม่ปลอดภัย จากความเสียหายที่เกิดจากสุขภาพเสื่อมโทรมอาหารผลิตสัตว์ ต้องการอย่างรวดเร็ว และวิธีที่ถูกต้องสำหรับคัดรวมกลุ่มประชากรจุลินทรีย์ในระบบนิเวศที่ซับซ้อนมากขึ้นเห็นได้ชัด กว่าเดิม PCR DGGE ได้พิสูจน์ให้เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการประเมินประชากรจุลินทรีย์รวมไส้ และ นอกจากนี้ยังใช้เพื่อตรวจหาสายพันธุ์แบคทีเรียที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ในทางเดินของ GI ของสัตว์ (1, 2, 9, 11) การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์และสิ่งมีชีวิตก่อโรคจะแน่นอนช่วยเรา ในการกำหนดมาตรการควบคุมโรคอย่างมีประสิทธิภาพ นี้เป็นความสำคัญสูงสุดในความปลอดภัยของอาหารและอาหาร การประมวลผลที่ควบคุมคุณภาพและประกันโปรแกรมผนวกความเชี่ยวชาญวิธีการยกเลิกการ วงจรส่งจุลินทรีย์ที่คุกคามชีวิต สุดท้ายแต่ไม่น้อย PCR DGGE ที่ใช้ตรวจสอบระบบนิเวศที่ซับซ้อนเช่นแม่น้ำ ทะเล ดินเนื้อปูน และ ลึกปล่อง (4, 5, 12, 13) กลุ่มประชากรจุลินทรีย์ที่ซับซ้อนเข้าใจจะแน่นอน ช่วยเราในการตัดสินใจอย่างรวดเร็วตามการรักษาอย่างเพียงพอและอื่น ๆ งานวิจัยหลักที่มุ่ง ที่ทำให้โลกดีกว่า และปลอดภัยกว่าอยู่ การทำงานหรือไม่ ครั้งแรก ชิ้นส่วนดีเอ็นเอจากตัวอย่างที่ประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตหลายจะขยายการใช้ PCR เทคนิค (เพื่อศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับ PCR คลิกการเชื่อมโยงต่อไปนี้) ผลิตภัณฑ์เหล่านี้เอาต์โดยทั่วไปอัน ลำดับที่มีดีอยู่จากสิ่งมีชีวิตกับสิ่งมีชีวิต – ตัวอย่าง ลำดับสำหรับ 16S rDNA เป็นตัวเลือกทั่วไป บางส่วนของชุดนี้แล้วขึ้นอยู่กับ DGGE ส่วนประกอบของการ ขั้นตอนการ DGGE เป็นชนิดเฉพาะของ electrophoresis เจลซึ่งเป็นค่าคงของความร้อน (เกี่ยวกับ 60ºC) และการเพิ่ม ใช้ความเข้มข้นของสารเคมี denaturing บังคับโมเลกุลดีเอ็นเอเพื่อการพักผ่อน เหลือบที่รวดเร็ว electrophoresis บอกเราว่า นี่คือเทคนิคแยกตามค่าธรรมเนียมไฟฟ้า รูปร่าง และ น้ำหนักโมเลกุลของฝุ่นละอองเช่นดีเอ็นเอ โปรตีน และอาร์เอ็นเอ (3) ใน DGGE, DNA ซึ่งเป็น ส่งเรียกเก็บ ดึงดูด ด้วยไฟฟ้าบวก และถูกบังคับให้ย้ายผ่านรูขุมขนของ เจลอาบ polyacrylamide เมื่อมันมาถึงความเข้มข้นของ denaturing reagents ซึ่งมัน unwinds กล่าว การมีอ่อน นี้กำหนดละลายโดเมน (4, 5), ซึ่งถูกกำหนดเป็นพื้นที่ของฐานคู่กับอุณหภูมิละลายเหมือนกัน (4) ในคำอื่น ๆ ฐานคู่สร้าง โดยนิวคลีโอไทด์ (adenine) และ T (ไทมีน), และผู้ก่อตั้งขึ้น โดย G (guanine) และ C (cytosine) เป็นสารเคมีหลอมกัน โดยทั่วไป สิ่งที่เกิดขึ้นคือ ว่า ไฮโดรเจนที่ยึดระหว่างคู่ฐานแตกเนื่องจากอุณหภูมิ และ การไล่ระดับที่เพิ่มขึ้นของสารเคมี (urea และ formamide) denaturing (4, 5) การเปลี่ยนแปลงของดีเอ็นเอ ลำดับภายในโดเมนเหล่านี้จะส่งผลให้อุณหภูมิการละลายแตกต่างกัน ทำแตกต่างกัน ลำดับที่โยกย้ายในตำแหน่งต่าง ๆ ในเจ (4) ให้ DGGE มีอำนาจ แยกแยะลำดับกลาย และป่าชนิดไม่มีความรู้เดิมของลำดับสิ่งเหล่านี้ มี justifying ทำไมวิธีการนี้ใช้ในการตรวจหาการกลายพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด (1, 2) รูปที่ 1: ตัวอย่างของเจ DGGE แสดงวงองค์ตัวอย่างต่าง ๆ ของประชากร ตัวแทนของระบบนิเวศจุลินทรีย์ที่ซับซ้อน แต่ละวงในแต่ละเลนแทน 16S ที่ขยาย ผลิตภัณฑ์ที่ย้ายไปยังตำแหน่งเฉพาะในเจ ซึ่งละลายในลักษณะขึ้นอยู่กับลำดับ แยกนี้จะแก่มากเมื่อลำดับสั้น ๆ ของ G และ C (ประมาณ 40 นิวคลีโอไทด์), GC-แคลมป์ มักจะเรียกว่าเป็นแนบกับปลายด้านหนึ่งของผลิตภัณฑ์ของดีเอ็นเอเอาต์ (4, 6) ซึ่งสามารถทำได้โดย จดทะเบียนของลำดับนี้ GC เป็นไพรเมอร์ที่ใช้สำหรับมือชิ้นส่วน 16S rDNA

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

PCR-DGGE จัดเป็นส่วนหนึ่งของการมีระเบียบวินัยใหม่ของระบบนิเวศของจุลินทรีย์โมเลกุล (5) จุลินทรีย์นิเวศวิทยามีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการโต้ตอบกันระหว่างจุลินทรีย์และจุลินทรีย์ของพวกเขาและสภาพแวดล้อม นี้เกี่ยวข้องกับการศึกษาในระยะยาวซึ่งรวมถึงตัวอย่างสิ่งแวดล้อมต่างๆมากมายและการวิเคราะห์ (5) แต่โคลนธรรมดา hybridisation วัฒนธรรมและวิธีการดังกล่าวข้างต้นเป็นไปไม่ได้เสมอในทางปฏิบัติสำหรับการตรวจสอบดังกล่าว นอกจากนี้เทคนิคเหล่านี้ไม่ได้ให้ข้อมูลใด ๆ ที่เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของประชากรจุลินทรีย์ในระบบนิเวศที่ซับซ้อนและผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมต่อประชากรดังกล่าว(4, 5, 6) สิ่งสำคัญที่สุดคือวิธีการเหล่านี้จำเป็นต้องมีการขยายความรู้ของจุลินทรีย์ในการพัฒนายานสำรวจที่มีเป้าหมายปรับตัวบุคคลโดยเฉพาะอย่างยิ่งในหมู่ประชากรที่มีความหลากหลาย(5). PCR-DGGE ได้ประโยชน์จากการที่ไม่ต้องรู้ก่อนต่อประชากรจุลินทรีย์ มันเป็นวิธีการพิมพ์ลายนิ้วมือที่สามารถสร้างรูปแบบของความหลากหลายทางพันธุกรรมของจุลินทรีย์ในระบบนิเวศที่ซับซ้อนเช่นระบบทางเดินอาหารผืนดินตะกอนทะเลลึก, แม่น้ำ, น้ำพุร้อนและไบโอฟิล์ม (4, 5) พันตรีข้อดีของวิธีนี้มีศักยภาพในโปรไฟล์ของสายตาและตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงต่างๆที่เกิดขึ้นในชุมชนของจุลินทรีย์ที่กำลังได้รับการรักษาที่แตกต่างกันหรือการปรับเปลี่ยน มันเป็นความรวดเร็วและเทคนิคการแยกที่มีประสิทธิภาพของลำดับดีเอ็นเอระยะเวลาเดียวกัน (ขยายโดยวิธี PCR) ซึ่งอาจแตกต่างกันเล็กๆ น้อย ๆ เป็นการปรับเปลี่ยนฐานคู่เดียว (4, 5, 6). นอกจากนี้ PCR-DGGE เป็นวิธีการที่มีความยืดหยุ่นที่ช่วยให้ รวมกันเป็นเอกลักษณ์ของวิธีการที่แตกต่างกันสำหรับประชาชนที่ถูกต้องมากขึ้นของตัวอย่างเช่นยีนที่ทำงานอยู่ในประชากรของเชื้อแบคทีเรียหรือเชื้อแบคทีเรียสายพันธุ์ที่เฉพาะเจาะจงโดยใช้พันธุ์หรือสายพันธุ์เฉพาะโพรบ(2, 4, 5) นี้วิธีการสามารถนำไปใช้ในสาขาวิชาที่หลากหลายเช่นจุลชีววิทยาคลินิกและด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยของอาหาร. PCR-DGGE จุลชีววิทยาคลินิกตัวอย่างของการใช้งานDGGE จุลชีววิทยาคลินิกมาก ยกตัวอย่างเช่น DGGE อนุญาตให้บัตรประจำตัวของกว่า65 Mycoplasma สายพันธุ์ของต้นกำเนิดของมนุษย์และสัตวแพทย์ในน้อยกว่า 24 ชั่วโมง (7). Mycoplasmas จุกจิกเป็นสิ่งมีชีวิตที่ต้องใช้เวลาหลายสัปดาห์ในการเพาะเลี้ยงและการทดสอบทางภูมิคุ้มกันอื่น ๆ ที่จะระบุ พวกเขาก่อให้เกิดโรคต่างๆที่เกี่ยวข้องกับโรคปอดบวม, โรคตาแดงภาวะมีบุตรยากและการทำแท้ง(7) การประยุกต์ใช้ PCR-DGGE นี้อาจจะช่วยให้เงินออมมากของเวลาชีวิตและค่าใช้จ่ายในการรักษา. อีกความสำเร็จที่สำคัญคือการที่ DGGE ได้รับการจัดตั้งให้มีศักยภาพที่แท้จริงในการตรวจคัดกรองจำนวนมากของผู้ป่วยเพื่อระบุตัวตนได้อย่างรวดเร็วและเชื่อถือได้ของการเปลี่ยนแปลงที่เป็นอันตรายในเต้านมทั้งสองมะเร็งBRCA 1 และยีน BRCA 2 (8) ดังนั้น PCR-DGGE ได้รับอนุญาตการตรวจสอบของการกลายพันธุ์จำนวนมากและเผยให้เห็นการดำรงอยู่ของสายพันธุ์ที่ไม่เป็นความลับที่ถูกไม่ได้รายงานก่อน(8) วิธีนี้ก็ยังสามารถที่จะแสดงให้เห็นว่าสัตว์เช่นจระเข้แม่น้ำไนล์ลิงบาบูน, แพนด้าแดงหมาป่าและไต้หวันงามงูอาจจะมีการติดเชื้อจากสายพันธุ์Helicobacter แบคทีเรียสงสัยว่าจะเป็นผู้รับผิดชอบในกระเพาะอาหารเป็นแผล(9). PCR-DGGE จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยอาหารPCR-DGGE ยังเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการศึกษากลุ่มจุลินทรีย์ที่มีความซับซ้อนเช่นระบบทางเดินอาหาร(GI) ของระบบทางเดินอาหารการผลิตสัตว์ อาหารสัตว์ที่ผลิตเป็นสัตว์ที่ยกนมเนื้อสัตว์และไข่การผลิต สัตว์เหล่านี้สามารถดำเนินการในการก่อให้เกิดโรคระบบทางเดินของพวกเขาตลอดชีวิต GI ผลิตห่วงโซ่การตลาดค้าปลีกและตลาดค้าปลีกที่จะโต๊ะอาหารของผู้บริโภค(10) ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญมากที่จะอธิบายประชากรจุลินทรีย์ที่แน่นอนของทางเดินอาหารการผลิตอาหารสัตว์ นี้จะช่วยให้การควบคุมที่ดีขึ้นของการไหลของแบคทีเรียสายพันธุ์ร้ายแรงเข้าปุ๋ยซึ่งจะใช้เป็นปุ๋ยสำหรับการผลิตเช่นผักและผลไม้ การระบาดที่ผ่านมาของเชื้อ E. coli ในผักโขมในรัฐแคลิฟอร์เนียเป็นจำที่เจ็บปวดว่าแม้มังสวิรัติจะไม่ปลอดภัยจากความเสียหายที่เกิดจากภาวะสุขภาพเสื่อมโทรมของอาหารการผลิตสัตว์ ความจำเป็นในการอย่างรวดเร็ววิธีและถูกต้องสำหรับการคัดกรองประชากรจุลินทรีย์โดยรวมในระบบนิเวศที่ซับซ้อนที่เห็นได้ชัดมากขึ้นกว่าที่เคย PCR-DGGE ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการประเมินประชากรจุลินทรีย์ในลำไส้รวมและยังใช้ในการตรวจสอบสายพันธุ์แบคทีเรียที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ในทางเดินอาหารของสัตว์(1, 2, 9, 11). ทำความเข้าใจเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์และที่ ก่อให้เกิดโรคมีชีวิตอย่างแน่นอนจะช่วยเราในการกำหนดมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมเชื้อโรค นี้มีความสำคัญยิ่งในความปลอดภัยของอาหารและอาหารการประมวลผลที่การควบคุมคุณภาพและการประกันเลี่ยงวิธีการที่มีความเชี่ยวชาญที่จะยุติวงจรการแพร่กระจายของเชื้อจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายต่อชีวิต. สุดท้าย แต่ไม่น้อย, PCR-DGGE ถูกใช้ในการตรวจสอบระบบนิเวศที่ซับซ้อนเช่นแม่น้ำทะเล ดินและระบายความร้อนชื้นในทะเลลึก(4, 5, 12, 13) ทำความเข้าใจเกี่ยวกับประชากรจุลินทรีย์ที่ซับซ้อนอย่างแน่นอนจะช่วยเราในการตัดสินใจอย่างรวดเร็วในเรื่องเกี่ยวกับการรักษาที่เพียงพอและการแทรกแซงที่สำคัญอื่น ๆ เล็งที่จะทำให้โลกเป็นสถานที่ที่ดีกว่าและปลอดภัยกว่าที่จะมีชีวิตอยู่. มันทำงานอย่างไรแรกดีเอ็นเอจากตัวอย่างที่มีสิ่งมีชีวิตหลายจะขยายการใช้ PCR เทคนิค (ที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธี PCR คลิกลิงค์ต่อไปนี้.) ขยายผลิตภัณฑ์เหล่านี้มักจะนำมาซึ่งการลำดับที่มีการอนุรักษ์เป็นอย่างดีจากสิ่งมีชีวิตที่จะมีชีวิต- ตัวอย่างเช่นลำดับสำหรับ 16S rDNA เป็นทางเลือกที่พบบ่อย คอลเลกชันของชิ้นส่วนนี้แล้วภายใต้องค์ประกอบ DGGE ของขั้นตอน. DGGE เป็นประเภทเฉพาะของข่าวคราวที่ความร้อนอย่างต่อเนื่อง (ประมาณ 60 ° C) และการเพิ่มความเข้มข้นของสารเคมีdenaturing จะใช้ในการบังคับให้โมเลกุลของดีเอ็นเอที่จะผ่อนคลาย เหลือบอย่างรวดเร็วที่อิบอกเราว่านี่คือเทคนิคการแยกบนพื้นฐานของค่าไฟฟ้าที่รูปร่างและน้ำหนักโมเลกุลของอนุภาคเช่นดีเอ็นเอโปรตีนและRNA (3) ใน DGGE ดีเอ็นเอซึ่งเป็นประจุลบจะถูกดึงดูดโดยขั้วบวกและถูกบังคับให้อพยพผ่านรูขุมขนของที่เจลอะคริเลต เมื่อมันมาถึงความเข้มข้นของน้ำยา denaturing ที่มันคลายก็มีการกล่าวว่าจะมีการละลาย นี้จะกำหนดโดเมนละลาย (4, 5) ซึ่งจะถูกกำหนดเป็นแนวฐานคู่มีอุณหภูมิหลอมละลายเหมือนกัน (4) ในคำอื่น ๆ ฐานคู่ที่เกิดขึ้นจากนิวคลีโอ A (adenine) และ T (มีน) และผู้ที่เกิดขึ้นจาก C (cytosine) และ G (guanine) จะละลายสารเคมีออกจากกัน. โดยทั่วไปสิ่งที่เกิดขึ้นคือพันธะไฮโดรเจนระหว่างคู่ฐานเป็น ทำลายโดยอุณหภูมิและความลาดที่เพิ่มขึ้นของสารเคมีdenaturing (ยูเรียและไมด์) (4, 5) การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ของดีเอ็นเอลำดับภายในโดเมนเหล่านี้จะส่งผลให้อุณหภูมิหลอมละลายที่แตกต่างกันจึงก่อให้เกิดความแตกต่างกันลำดับการโยกย้ายตำแหน่งที่แตกต่างกันในเจล(4) นี้จะให้ DGGE มีอำนาจที่จะแยกแยะความแตกต่างระหว่างการกลายพันธุ์และลำดับป่าประเภทโดยไม่ต้องรู้ก่อนว่าสิ่งที่ลำดับเหล่านี้เป็นเหตุผลว่าทำไมวิธีการนี้ถูกนำมาใช้ในการตรวจสอบการกลายพันธุ์ที่อยู่ในชีวิตที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด(1, 2). รูปที่ 1: ตัวอย่างของ DGGE องค์ประกอบเจลการแสดงวงดนตรีของกลุ่มตัวอย่างประชากรต่าง ๆที่เป็นตัวแทนของระบบนิเวศของจุลินทรีย์ที่ซับซ้อน วงดนตรีในแต่ละช่องแต่ละหมายถึง 16S ขยายผลิตภัณฑ์การโยกย้ายไปยังตำแหน่งที่ไม่ซ้ำกันในเจลซึ่งละลายในลำดับลักษณะขึ้นได้. แยกนี้จะได้รับความช่วยเหลือยังมากเมื่อลำดับสั้น ๆ ของจีและซี (ประมาณ 40 นิวคลีโอ) มักจะเรียกว่า GC -clamp, ที่แนบมากับปลายด้านหนึ่งของผลิตภัณฑ์ดีเอ็นเอขยาย (4, 6) ซึ่งสามารถทำได้โดยการรวมตัวกันของลำดับ GC นี้เป็นหนึ่งในไพรเมอร์ที่ใช้สำหรับการขยาย 16S rDNA เศษ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้จัดเป็นส่วนหนึ่งของระเบียบใหม่ของนิเวศวิทยาจุลินทรีย์โมเลกุล ( 5 ) นิเวศวิทยาของจุลินทรีย์
ครั้งนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างเชื้อจุลินทรีย์และระหว่างจุลินทรีย์กับสิ่งแวดล้อม

นี้เกี่ยวข้องกับการศึกษาในระยะยาว ซึ่งรวมถึงต่างๆการวิเคราะห์ตัวอย่าง
สิ่งแวดล้อมและมากมาย ( 5 ) อย่างไรก็ตาม ปกติการโคลนนิ่งไฮบริไดเซชันและวิธีวัฒนธรรมดังกล่าวข้างต้นจะไม่เสมอจริง
สอบสวนดังกล่าว นอกจากนี้ เทคนิคเหล่านี้ไม่ได้ให้ข้อมูลใด ๆเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของประชากร
จุลินทรีย์ในระบบนิเวศที่ซับซ้อน และอาจส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงด้านประชากร เช่น
( 4 , 5 , 6 ) ที่สำคัญที่สุด วิธีการเหล่านี้ต้องขยาย
ความรู้เรื่องจุลินทรีย์ เพื่อพัฒนาปรับใช้เป้าหมายเฉพาะบุคคลระหว่าง
ประชากรหลากหลาย ( 5 )
ดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ที่มีประโยชน์ไม่ต้องความรู้เดิมต่อประชากรจุลินทรีย์ มันเป็นวิธีการที่สามารถสร้าง
ลายรูปแบบของความหลากหลายทางพันธุกรรมของจุลินทรีย์ในระบบนิเวศที่ซับซ้อน
เช่นใบปลิวในดินตะกอนทะเลลึก แม่น้ำบ่อน้ำร้อนและไบโอฟิล์ม ( 4 , 5 ) ข้อได้เปรียบที่สำคัญ
ของวิธีนี้คือมีศักยภาพในการมองเห็นรายละเอียดและตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในชุมชนจุลินทรีย์ต่างๆ
ที่การผ่าตัดรักษาที่แตกต่างกันหรือการปรับเปลี่ยน มันเป็นอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพของการแยก
เทคนิคเดียวกันความยาวลำดับดีเอ็นเอ ( ขยายโดยวิธี PCR ) ซึ่งอาจจะแตกต่างกันไป เช่น
เพียงครั้งเดียวการปรับเปลี่ยนคู่เบส ( 4 , 5 , 6 )
นอกจากนี้ มีความยืดหยุ่นดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้วิธีการที่ช่วยให้ชุดเฉพาะของวิธีการต่างๆ
สำหรับยิ่งกำหนด ตัวอย่างเช่น การทำงานพันธุกรรมในประชากรแบคทีเรีย โดยเฉพาะแบคทีเรียชนิดที่เฉพาะเจาะจงหรือเฉพาะ - ขยายพันธุ์โดยใช้ hybridization probes ( 2 , 4 , 5 ) นี้
วิธีการที่สามารถใช้ในหลากหลายวิชา เช่น คลินิกและจุลชีววิทยาและ
อาหารปลอดภัยสิ่งแวดล้อม

ตัวอย่างดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ในทางคลินิกจุลชีววิทยางานจุลชีววิทยาคลินิกการทดลองมากขึ้น เช่น การทดลองให้
ตัวกว่า 65 Mycoplasma สายพันธุ์ของมนุษย์ และกำเนิดสัตว์ในน้อยกว่า 24 ชั่วโมง ( 7 )
ไมโคพลาสมาเป็นสิ่งมีชีวิตที่ต้องพิถีพิถันมากสัปดาห์วัฒนธรรมและการทดสอบทางอื่นที่จะ
ระบุ พวกเขาเป็นสาเหตุของโรคต่าง ๆที่เกี่ยวข้องกับปอดอักเสบ โรคไขข้ออักเสบ โรคตาแดง และแท้งบุตร
( 7 ) โปรแกรมนี้ของดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้อาจจะช่วยประหยัดมากของเวลาและต้นทุนชีวิต
รักษา
อื่นที่สำคัญคือการเรียนรู้ว่า การทดลองที่ได้รับการจัดตั้งขึ้นเพื่อมีศักยภาพที่แท้จริงในการคัดกรอง
จํานวนผู้ป่วยอย่างรวดเร็วและเชื่อถือได้การเปลี่ยนแปลงคงทั้งมะเร็งเต้านม
ยีน BRCA1 และ BRCA2 . ( 8 ) ดังนั้นการตรวจหาดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ให้กลายพันธุ์จำนวนมากและ
เปิดเผยการดำรงอยู่ของสายพันธุ์ที่แยกประเภทไม่รายงานก่อน ( 8 )วิธีนี้ยัง
สามารถแสดงให้เห็นว่าสัตว์ เช่น แม่น้ําไนล์ จระเข้ ลิงบาบูน , หมีแพนด้าสีแดง , หมาป่าและงูความงาม
ไต้หวัน ยังอาจจะติดเชื้อจากแบคทีเรีย Helicobacter ชนิดว่าต้องรับผิดชอบกระเพาะ
( 9 )
ดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ในอาหาร
จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ยังเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการศึกษาประชากรจุลินทรีย์ที่ซับซ้อนเช่นระบบทางเดินอาหาร
( กี ) ทางเดินอาหาร การผลิตสัตว์ อาหารการผลิตสัตว์เป็นสัตว์ที่เลี้ยง สำหรับ นม เนื้อสัตว์ และไข่ที่ผลิตได้

สัตว์เหล่านี้สามารถดำเนินการในทางเดินอาหาร โรคที่ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตตลอดการผลิต
โซ่ตลาดค้าปลีก และตลาดค้าปลีก บนโต๊ะอาหารของผู้บริโภค ( 10 ) มันจึงสำคัญมากที่จะอธิบาย
จุลินทรีย์กลุ่มที่ผลิตอาหารสัตว์ ทางเดินอาหาร นี้จะ
อนุญาตให้ควบคุมที่ดีของการไหลของแบคทีเรียสายพันธุ์มรณะเป็นปุ๋ยที่ใช้เป็นปุ๋ยสำหรับ
ผลิต เช่น ผัก และผลไม้ จากการแพร่ระบาดของ Eโคไลในผักขมในแคลิฟอร์เนียเป็นจำที่เจ็บปวดที่แม้แต่คนกินเจจะไม่ปลอดภัย
จากความเสียหายที่เกิดจากการย่อยสลายอาหารสุขภาพของการผลิตสัตว์ ต้องการอย่างรวดเร็วและวิธีการที่ถูกต้องในการคัดกรอง
รวมประชากรจุลินทรีย์ในระบบนิเวศที่ซับซ้อนมากกว่า
กว่าที่เคย ดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการประเมินจำนวนประชากรจุลินทรีย์และ
อุทรถูกใช้เพื่อตรวจหาแบคทีเรียชนิดที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ในทางเดินอาหารของสัตว์ ( 1 , 2 , 9 , 11 )
เข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์ และโรคที่ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตอย่างแน่นอนจะช่วยให้เราในการกำหนดมาตรการในการควบคุมโรคที่มีประสิทธิภาพ
. นี้มีความสำคัญยิ่ง ในความปลอดภัยของอาหารและอาหาร
การประมวลผลที่โปรแกรมควบคุมและประกันคุณภาพจำเป็นวิธีการชาญจะยกเลิก
ส่งวงจรของอาการโรค
สุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุด ดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ที่ใช้เพื่อศึกษาระบบนิเวศที่ซับซ้อน เช่น แม่น้ำ ทะเล ดิน
ลึกปล่องไฮโดรเทอร์มอล ( 4 , 5 , 12 , 13 ) ความเข้าใจที่ซับซ้อนประชากรจุลินทรีย์แน่นอน
ช่วยเราในการตัดสินใจเกี่ยวกับการรักษาที่เพียงพอ และหลักอื่น ๆแทรกแซงเล็ง
ที่ทำให้โลกเป็นสถานที่ที่ดีกว่าและปลอดภัยกว่าที่จะอยู่
มันทำงานอย่างไร
ตอนแรก ดีเอ็นเอจากตัวอย่างสิ่งมีชีวิตที่มีหลายอัตรา โดยใช้เทคนิค PCR
( เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ PCR คลิกการเชื่อมโยงต่อไปนี้ ) เหล่านี้ขยายผลิตภัณฑ์โดยทั่วไปครอบคลุม
ลําดับที่ มีน้ำจากสิ่งมีชีวิตสิ่งมีชีวิตชนิด ) ตัวอย่างเช่นลำดับสำหรับ 16S rDNA
เป็นทางเลือกร่วมกัน คอลเลกชันนี้ของชิ้นส่วนที่เป็นแล้วต้องการทดลององค์ประกอบของ
ขั้นตอน
การทดลองเป็นประเภทเฉพาะของเจลที่อุณหภูมิคงที่ ( ประมาณ 60 º C ) และเพิ่ม
ความเข้มข้นของสารเคมีที่ใช้ในการบังคับี่ดีเอ็นเอโมเลกุล เพื่อผ่อนคลาย เหลือบมองอย่างรวดเร็วที่
วิธีบอกเราว่า นี่เป็นเทคนิคที่ใช้แยกประจุไฟฟ้า รูปร่างและ
น้ำหนักโมเลกุลของอนุภาคเช่น DNA , โปรตีนและ RNA ( 3 ) ในการทดลอง ดีเอ็นเอ ซึ่งเป็น
คิดในทางลบถูกดึงดูดโดยขั้วไฟฟ้าบวก และถูกบังคับให้โยกย้ายผ่านรูของ
polyacrylamide gel เมื่อมันถึงความเข้มข้นของสารเคมีที่ี่มันคลายออก มันบอกว่า
ต้องละลาย นี้เป็นตัวละลาย โดเมน ( 4 , 5 ) , ซึ่งถูกกำหนดโดยยืดของคู่เบสมีอุณหภูมิหลอมเหลวเหมือนกัน ( 4 ) ในคำอื่น ๆฐานคู่ที่เกิดขึ้นจากนิวคลีโอไทด์ ( เพศตรงข้าม )
T ( ไทมีน ) , และผู้ที่ก่อตั้งโดย C ( ไซโตซีน ) และ G ( กัวนีน ) เป็นสารเคมีที่ละลายออกจากกัน
โดยทั่วไป สิ่งที่เกิดขึ้นคือพันธะไฮโดรเจนระหว่างเบสคู่เสีย โดยอุณหภูมิและการไล่ระดับของสารเคมี
ี่ ( ยูเรียและฟอร์มาไมด์ ) ( 4 , 5 ) การผันแปรของดีเอ็นเอ
ใด ๆลำดับภายในโดเมนเหล่านี้จะส่งผลแตกต่างกันอุณหภูมิละลาย จึงทำให้ลำดับการโยกย้ายในตำแหน่งที่แตกต่างกันแตกต่างกัน
ในเจล ( 4 ) มีการทดลองกับอำนาจ
แยกแยะระหว่างกลายพันธุ์และป่าประเภทลำดับ โดยไม่มีความรู้อะไรเหล่านี้ลำดับ
, อธิบายถึงวิธีนี้จะใช้เพื่อตรวจหาการกลายพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด ( 12 )


รูปที่ 1 : ตัวอย่างของการทดลองเจลแสดงวงองค์ประกอบของตัวอย่างประชากรต่างๆ
เป็นตัวแทนของระบบนิเวศของจุลินทรีย์ที่ซับซ้อน แต่ละวงแต่ละช่องทางตัวแทน ( amplified
ผลิตภัณฑ์การโยกย้ายตำแหน่งในเจลที่ละลายในลำดับขึ้นอยู่กับลักษณะ
แยกนี้จะช่วยมากเมื่อลำดับสั้นของ G และ C ( ประมาณ 40 คู่ )
มักจะเรียกว่า GC หนีบติดกับปลายด้านหนึ่งของแถบดีเอ็นเอผลิตภัณฑ์ ( 4 , 6 ) นี้สามารถทำได้โดย
ประสานนี้ GC ลำดับเป็นหนึ่งของชนิดที่ใช้สำหรับขยายชิ้นส่วน 16S rDNA .