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ISU研究人员与当地公司合作开发快速检测沙门氏菌的方法
通过当地公司使用可行技术，一名Lowa大学的研究人员正致力于研究一种快速检测和基因识别污染食品中的沙门氏菌的方法，根据最新食品安全协会通讯。Byron Brehm-Stecher，食品科学和人类营养助理教授，想开发一种新的检测沙门氏菌的方法替代当前检测系统，该方法能在数小时而不是数天内给出DNA序列结果。
(ISU photo by Bob Elbert)
Brehm-Stecher的合作人，Iowa州Ames高级分析技术公司（Advanced Analytical Technologies, Inc.,），为本研究提供了最新的生物医药器具和试剂。
由Grow Iowa Values Fund资助的此研究的最新结果，在加利福尼亚州阿纳翰国际食品保护协会8月会议上公布。
当前，可靠的食源性病原基因识别是使用二十世纪八十年代首次发明的传统DNA测序方法完成的。
“如果你现在想要DNA序列信息，首先你需要从污染食品中提取的总DNA上进行PCR（多聚酶链式反应）”Brehm-Stecher博士说。 “ 这放大了你正在寻找的病原的DNA并让你知道沙门氏菌存在与否。“
“但是，关于此病原的更多细节仍然缺乏，如位于哪个株系。为了更深挖掘，你需要进行循环测序反应 —类似一个长PCR反应 —并需将结果发送至DNA测序核心工厂。两天后出结果。”Brehm-Stecher博士说。
“这种速度不能跟上如今食品生产和分配网络的步伐。我们能在很短时间内获得从农场到餐桌–全球任一餐桌–的食品。”他补充道。
* 较快检测特定株系意味着更快识别爆发并阻止食品分配和消费。 |
较快检测特定株系意味着更快识别爆发并阻止食品分配和消费。此新方法对于研究机构很有帮助，Brehm-Stecher博士说。
“尤其对于仍然处于行动中的调查类型。此食品已经被船运而且你不知道要运往哪里。可能在火车上，在货架上或在某些消费者手中，所以时间是最重要的，”他说。
“下一代测序工具是可靠的，但是这些对于食品业日常使用仍然太复杂且太昂贵，” Brehm-Stecher博士解释。“能解决传统PCR和新一代测序之间的代沟的新方法可快速检测出分离株存在/不存在并给出详细的基因特征，从而可加强食品安全。“
你只要从当地报纸就可以看到问题的深度。最近爆发沙门氏菌的食品包括花生酱（2007年和2009年）、苜蓿芽（2009年）、黑胡椒和水解植物蛋白（HVP）（2010年）。使该问题加重的是这些花生酱、黑胡椒和HVP都是基础原料，用于许多其他食物产品中。
这些原料中的沙门氏菌已经导致成千上万的产品召回，数百疾病以及几例死亡，Brehm-Stecher 博士说。
Lowa大学开发的方法初始是使用快速PCR反应，放大沙门氏菌特异性基因，在20分钟内生成数百万荧光标记的DNA的复本。
下一步，不是进行测序循环，而是将此PCR产品纯化5分钟，添加SNAP71（Advanced Analytical开发的试剂），将此DNA在100摄氏度下加热10分钟。
此反应化学在DNA链中的所有腺嘌呤和鸟嘌呤端（A和G端）切除标记的沙门氏菌DNA。
所得产物为各种长度的荧光标记的DNA片段混合物。然后将这些片段在高压电场中通过位于50微米的玻璃毛细管– 不到人的一根毛发厚– 中的聚合物基质（凝胶）筛分而分离。根据它们的尺寸大小将DNA片段分离，当片段在强光源前通过时检测出每个片段。对于300个碱基长的PCR产物，此分离和检测需要大约90分钟的时间。
因为 SNAP71试剂只在A和G端裂解沙门氏菌DNA，而在胸腺嘧啶和胞嘧啶端（T和C端）不裂解，所以此方法不直接取代DNA测序。而是快速生成DNA片段的可繁殖模式，Brehm-Stecher博士说。
在既定基因中具有明显不同的DNA序列的沙门氏菌株系会产生不同的片段模式，这样可以区分不同株系的沙门氏菌。
从‘食品到终端‘整个过程可在两个半小时内完成。
“我们对该方法以及自项目开始的快速进展感到非常高兴，” Brehm-StecherWe博士说。 “此项目的资助使我们能够与Advanced Analytical 密切合作并加速了他们的器具在解决重要食品安全问题上的应用。 “
Iowa大学研究小组包括博士后研究员Hyun Jung Kim和硕士生Brittany Porter。该小组还与Ohio的Cleveland Clinic进行了合作。
本项目的最终目标是能更快检测出从‘农场到餐桌到医院‘的人类病原及其表征。
2010年9月
