PROBIOTIC GENES OF SIGNIFICANT LACTIC ACID BACTERIA IN FOOD

Izolace deoxyribonukleové kyseliny (DNA) je velmi důležitým krokem v molekulární diagnostice mikroorganismů. Pro amplifikaci DNA polymerázovou řetězovou reakcí (PCR) je nezbytná vysoká kvalita izolované DNA. Izolace DNA pomocí konvenční fenol–chloroformové extrakce a srážení DNA ethanolem je časově náročná a vyžaduje použití toxického fenolu. Magnetické separační techniky využívající magnetické pevné částice jsou jednou z moderních metod, které urychlují izolaci nukleových kyselin. Cílem této práce bylo ověřit použití dvou různých typů magnetických částic pro extrakci DNA na pevné fázi. Množství DNA v separační směsi bylo měřeno za použití ultrafialové spektrofotometrie (UV). Metoda byla testována nejprve na DNA z kuřecích erytrocytů. Pro adsorpci DNA na magnetické částice byl použit fosfátový pufr (pH 7, 7,6 a 8). Ukázalo se, že přibližně polovina DNA byla adsorbována na částice. Eluční podmínky DNA byly také optimalizovány. Poté byla testována bakteriální DNA a metoda použita k izolaci z reálných vzorku potravinových doplňků stravy. Tato DNA eluovaná z částic byla v kvalitě pro PCR. Vysokorozlišovací analýza křivek tání (HRM) je jednoduchá a levná metoda, použivána pro diskriminaci amplikonů po polymerázové řetězové reakci (PCR) v reálném čase. V této práci byla testována HRM-PCR pro rychlou identifikaci kmenů patřících do skupiny Lactobacillus. Byly použity tři různé metody izolace DNA: fenolová extrakce, separace pomocí magnetických částic a izolace pomocí komerčního kitu. K amplifikaci genu 16S rRNA bylo testováno 10 párů primerů pro cílové genové fragmenty (LAC1 - LAC2, LAC2 - LAC4, P1V1 - P2V1, Gro F - GroR, 3BA - 338f - Primer 1, V1F - V1R, CHAU - V3F - CHAU - V3R, CHAU - V6F - CHAU - V6R, poxcDNAFw - poxPromRVC, poxcDNAFw - poxPromRVT). Použitím párů primerů GroF/R a LAC2/4 byly úspěšně identifikovány druhy patřící do rodu Lactobacillus. Byly zjištěny rozdíly mezi použitými metodami extrakce z křivek tání HRM – PCR analýz.Isolation of deoxyribonucleic acid (DNA) is an important step in the molecular diagnostics of microorganisms. A high quality of isolated DNA is necessary for DNA amplification by the polymerase chain reaction (PCR). The conventional DNA isolation using phenol chloroform extraction and DNA precipitation in ethanol is time consuming and requires the use of toxic phenol. Magnetic separation techniques using magnetic solid particles are one of modern methods to speed up the nucleic acids isolation. The aim of this work was to use two different types of magnetic particles for solidphase DNA extraction. The amounts of DNA in separation mixtures were measured using ultraviolet spectrophotometry (UV). The first experimental conditions were tested on chicken erythrocytes DNA. Phosphate buffer (pH 7, 7.6 and 8) was used for adsorption of DNA on magnetic particles. It was shown that approximately almost one half of DNA was adsorbed to the particles. The elution conditions of DNA were also optimized. Secondly, bacterial DNA was tested. This DNA eluted from the particles was in PCR ready quality. High resolution melting (HRM) curve analysis is a simple, low-cost method for amplicon discrimination and easy connection with real-time polymerase chain reaction (PCR). In this contribution, we report rapid species identification of strains belonging to the Lactobacillus group using HRM-PCR. Three different DNA isolation methods were used in this work: phenol extraction, separation using magnetic particles and commercial kit. Ten sets of targeted gene fragments primers (LAC1 – LAC2, LAC2 – LAC4, P1V1 – P2V1, Gro F – Gro R, 3BA-338f – Primer 1, V1F – V1R, CHAU - V3F – CHAU - V3R, CHAU - V6F – CHAU - V6R, poxcDNAFw – poxPromRVC, poxcDNAFw – poxPromRVT) were tested for amplification of the 16S rRNA gene. Use of GroF/R and LAC2/4 primers pairs successfully identify strains belong to the Lactobacillus group. The variance between used extraction methods for evidence of HRM curves was found.