Получение Bst-полимеразы для диагностики различных инфекций методом петлевой изотермической амплификации
- Авторы: Пика М.И.1, Михеева О.О.1, Соловьева Е.Д.1, Валдохина А.В.1, Буланенко В.П.1, Черкашин Е.А.1, Петров В.В.1, Красовитов К.В.1, Черкашина А.С.1, Акимкин В.Г.1
-
Учреждения:
- Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребнадзора
- Выпуск: Том 100, № 3 (2023)
- Страницы: 210-218
- Раздел: НАУКА И ПРАКТИКА
- Дата подачи: 11.07.2023
- Дата принятия к публикации: 11.07.2023
- Дата публикации: 11.07.2023
- URL: https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/15837
- DOI: https://doi.org/10.36233/0372-9311-364
- EDN: https://elibrary.ru/phcmoq
- ID: 15837
Цитировать
Аннотация
Введение. Большой фрагмент ДНК-полимеразы I из Geobacillus stearothermophilus GIM1.543 (ДНК-полимераза Bst) обладает 5'-3'-ДНК-полимеразной активностью, 5'-3'-вытесняющей активностью и высокой процессивностью. Благодаря этим свойствам ДНК-полимераза Bst используется в петлевой изотермической амплификации (LAMP), которая обеспечивает амплификацию целевой последовательности с высокой специфичностью и применяется для быстрого обнаружения возбудителей инфекционных заболеваний человека.
Цель работы — получение рекомбинантного фермента Bst-полимеразы в бактериальной системе экспрессии и оценка его свойств в условиях LAMP для диагностики инфекционных заболеваний.
Материалы и методы. Методами генетической инженерии получали экспрессионные конструкции, несущие ген Bst-полимеразы. Экспрессию белка проводили в различных штаммах клеток Escherichia coli. Для получения очищенных препаратов белка использовали методы металл-хелатной и гель-фильтрационной хроматографии. Оценку каталитических свойств фермента проводили в реакциях петлевой изотермической амплификации в диагностических системах «АмплиСенс® SARS-CoV-2-IT», «АмплиСенс® IAV-IT» и «АмплиСенс® IBV-IT», предназначенных для качественного определения РНК SARS-CoV-2, вируса гриппа А (IAV) и вируса гриппа B (IBV) соответственно.
Результаты. Разработанный протокол наработки, выделения и очистки рекомбинантной Bst-полимеразы позволяет получать фермент в бактериальной системе экспрессии на основе клеток E. coli в растворимой форме с выходом до 20% от собранной клеточной массы. В реакциях LAMР полученный фермент демонстрирует активность, сопоставимую с коммерческим ферментом Bst 2.0 («NEB»).
Заключение. Полученная рекомбинантная Bst-полимераза, учитывая быстрый способ очистки и получения фермента, пригодна для применения в диагностических наборах на основе LAMP.
Ключевые слова
Полный текст
Введение
Методы амплификации нуклеиновых кислот широко используются в диагностике инфекционных заболеваний, определении однонуклеотидных замен в генотипировании и других клинических применениях. Однако традиционная процедура полимеразной цепной реакции (ПЦР) занимает много времени и требует дорогостоящего специального оборудования. Сравнительно недавно T. Notomi и соавт. разработали метод быстрого обнаружения оснований нуклеиновых кислот — петлевую изотермическую амплификацию (LAMP), с помощью которой с высокой чувствительностью и специфичностью проводится амплификация целевой последовательности ДНК при постоянной температуре в любом термостатирующем устройстве, пренебрегая обычными температурными циклами, что позволяет ускорить процесс [1–4]. Метод LAMP широко используется для выявления возбудителей инфекционных заболеваний вирусной природы, таких как коронавирус SARS-CoV-2 [5, 6], вирусы гриппа и респираторно-синцитиальный вирус [7], вирус гепатита С [8], вирус денге (DENV) [9], вирус иммунодефицита человека (HIV) [10] и вирус Эбола (EVD) [11].
Bst-полимераза нашла широкое применение в изотермической амплификации и сыграла ключевую роль в развитии клинической экспресс-диагностики вирусных инфекций. ДНК-полимераза I из Geobacillus stearothermophilus [12] была впервые выделена в 1972 г. [13], а очищена в 1982 г. [14]. После получения трехмерной структуры фермента был сделан вывод о том, что ДНК-полимераза I состоит из 3 независимых доменов [15]. Домен I отвечает за 5'-3'-экзонуклеазную активность, домен II — за 5'-3'-ДНК-полимеразную активность, домен III подобен доменам, отвечающим за 3'-5'-экзонуклеазную активность у других полимераз [15]. Домены II и III расположены на С-конце ДНК-полимеразы I и обозначаются как большой фрагмент (БФ) [16]. Полноразмерный ген ДНК-полимеразы I из G. stearothermophilus состоит из 2628 пар оснований и кодирует белок, состоящий из 876 а.к. массой 98 кДа. Укороченный ген БФ Bst-полимеразы, лишённый 5'-конца из 930 пар оснований, кодирует белок из 587 а.к. массой 64 кДа и может быть клонирован с C-концевым полигистидиновым тэгом с расчётной массой 65 кДа. В данном случае из-за наличия метки из 6 гистидинов на C-конце гена Bst-полимераза лишена 5'-3'-экзонуклеазной активности и оказалась эффективна в полимеризации dNTP в ПЦР [17, 18]. Существуют, однако, данные, в которых говорится о клонировании гена БФ Bst-полимеразы без фьюжн-метки во избежание неправильного фолдинга рекомбинантного белка [19].
Поскольку ДНК-полимераза Bst характеризуется высокой процессивностью, обладает высокой полимеразной активностью и вытесняющей активностью, способна сохранять активность при температуре 65ºС [18] в течение длительного времени и широко применяется в методике изотермической амплификации для экспресс-детекции инфекционных заболеваний, цель данного исследования — предложить быстрый способ получения и очистки Bst-полимеразы, пригодной для применения в диагностических целях в методе LAMP.
Материалы и методы
В работе использовали эндонуклеазы рестрикции NdeI и XhoI («Thermo Scientific»), pET16b+ («Merck Millipore»), бактериальные штаммы Escherichia coli XL2, ER2566, BL21 (DE3) pLys, Rosetta (DE3) («Merck Millipore»); при культивировании — бакто-триптон, бакто-агар и дрожжевой экстракт («Хеликон»), при выделении белка — Трис(гидроксиметил)-аминометан гидрохлорид (Трис-HCl), NaCl, имидазол, динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA), глицерин («Panreac»); PageRuler Prestained Protein Ladder, 10–250 кДa («Thermo Scientific»).
Получение экспрессионного плазмидного вектора, содержащего ген Bst-полимеразы
Для амплификации гена, кодирующего Bst-полимеразу, были использованы олигонуклеотидные праймеры:
Bst-for 5’-GGTGGTCATATGCCGTCTTCTGAGGAAGAAAAGCCGCTG-3`;
Bst-rev 5’-GGTGGTTAACTCGAGTTTCGCTCATACCAAGTAGAACCGTAGT-3’,
содержащие сайты узнавания рестриктаз NdeI и XhoI соответственно (подчёркнуты).
Полученные ампликоны были обработаны эндонуклеазами рестрикции NdeI и XhoI и клонированы в плазмидный вектор pET16b+, предварительно обработанный теми же эндонуклеазами рестрикции. В результате был получен экспрессионный вектор pET16-Bst-NHm4. Правильность нуклеотидной последовательности клонированного гена была подтверждена секвенированием.
Подбор штаммов E. coli для экспрессии гена Bst-NHm4
В качестве штаммов-носителей для созданного вектора pET16-Bst-NHm4 использовали штаммы E. coli ER2566, BL21 (De3) pLys, Rosetta (De3). Трансформированные клетки высевали на среду LB (1% бакто-триптон, 0,5% дрожжевой экстракт, 1% NaCl) с агаром, содержащим 100 мкг/мл ампициллина для клеток ER2566 и 20 мкг/мл хлорамфеникола для клеток BL21 (DE3) pLys и Rosetta (DE3), и выращивали в течение 14 ч при 37ºС для получения отдельных колоний. Затем несколько колоний переносили в 100 мл среды LB с 100 мкг/мл ампициллина и выращивали 16 ч при 37ºС на шейкере при перемешивании со скоростью 180 об/мин для получения ночной культуры. Полученной ночной культурой штаммов-продуцентов E. coli BL21 (DE3)pLys/pET16-Bst-NHm4, ER2566/pET16-Bst-NHm4 и Rosetta (DE3)/pET16-Bst-NHm4 засевали среду LB с 100 мкг/мл ампициллина в культуральных колбах Эрленмейера (процент засева составлял 2%) и выращивали при 37ºC при перемешивании со скоростью 160 об/мин. При достижении оптической плотности культуры бактерий 0,8 о.е. вносили изопропил-β-D1-тиогалактопиранозид до концентрации 0,4 мМ и выращивали при 23ºC и 37ºC в течение 4 и 24 ч. Оптическую плотность измеряли спектрофотометрически при длине волны 595 нм. Клеточную биомассу получали центрифугированием в течение 20 мин при 4ºC и 4000 об/мин на центрифуге «Avanti JXN-30» («Beckman Coulter»).
Выделение Bst-NHm4
Клеточную биомассу (2 г) штамма-продуцента E. coli BL21 (DE3)pLys/pET16-Bst-NHm4 ресуспендировали в буферном растворе 50 мМ Трис-HCl, pH 8,5 с 1 мМ PMSF в соотношении 1 : 10 (w/v) и разрушали с помощью ультразвукового дезинтегратора «Branson sonifier 250» («Branson Ultrasonics») в течение 20 мин при 4ºC (цикл — 0,5 с, амплитуда — 50%). Затем центрифугировали при 8000 об/мин в течение 30 мин на центрифуге «Allegra X-30R» («Beckman Coulter»). После центрифугирования супернатант разбавляли в 2 раза буферным раствором 50 мМ Трис-HCl, pH 8,5 (буферный раствор А) и наносили на хроматографический сорбент IMAC FF, предварительно уравновешенный тем же буферным раствором. Очистку от балластных белков проводили буферным раствором А. Целевой белок элюировали линейным градиентом буферного раствора А с 500 мМ имидазолом.
После металл-хелатной хроматографии элюат наносили на колонку HiTrap, содержащую 5 мл сорбента G-25 в буферном растворе 50 мМ Трис-HCl, 100 мМ NaCl, 1 мМ ЭДТА, 20% глицерин, pH 8,5.
Определение активности Bst-NHm4
Для проверки активности полученной Bst-полимеразы в LAMP использовали реагенты набора «АмплиСенс SARS-CoV-2-IT» (РУ № РЗН 2021/14599), а в качестве образцов — плазмидную ДНК, содержащую целевой фрагмент генома коронавируса SARS-CoV-2. Реакционная смесь объёмом 10 мкл содержала 5 мкл IT-mix SARS-CoV-2, 4,2 мкл смеси глицерина, тиоглицерина и флуоресцентного интеркалирующего красителя и 0,8 мкл тестируемой Bst-полимеразы. В качестве фермента сравнения использовали фермент Bst 2.0 DNA Polymerase («NEB»; далее Bst 2.0), реакционная смесь содержала 5 мкл IT-mix SARS-CoV-2, 4 мкл смеси глицерина, тиоглицерина и флуоресцентного интеркалирующего красителя и 1 мкл полимеразы Bst 2.0. К полученным реакционным смесям добавляли по 10 мкл плазмидной ДНК (в концентрации 104 и 106 копий/мл). Каждый образец был поставлен в 2 повторениях. Реакцию проводили в амплификаторе «CFX 96» («Bio-Rad Laboratories»). Программа амплификации состояла из 50 циклов по 30 с при 65ºС в течение 25 мин с детекцией сигнала на канале FAM.
Аналитические методы
Концентрацию белка определяли с помощью «Qubit» («Thermo Scientific»), чистоту белка — с помощью ДСН-ПААГ-электрофореза в денатурирующих условиях [20].
Петлевая изотермическая амплификация, совмещённая с обратной транскрипцией
Для оценки возможности использования полученной Bst-полимеразы в составе диагностических тест-систем проводили LAMP в реальном времени, совмещённую с обратной транскрипцией, на реагентах из наборов «АмплиСенс® SARS-CoV-2-IT», «АмплиСенс® IAV-IT» и «АмплиСенс® IBV-IT», предназначенных для качественного определения РНК SARS-CoV-2, вирусов гриппа А (IAV) и В (IBV) соответственно. В качестве образцов использовали разведения препаратов выделенной РНК вирусов из образцов биологического материала (мазки со слизистой оболочки носо- и ротоглотки) с концентрацией 104–107 копий/мл.
Реакционная смесь объёмом 10 мкл содержала 5 мкл соответствующего определяемому возбудителю реагента IT-mix, 4,2 мкл смеси глицерина, тиоглицерина и флуоресцентного интеркалирующего красителя и 0,8 мкл Bst-полимеразы. В качестве фермента сравнения использовали полимеразу Bst 2.0, разведённую до той же рабочей концентрации, что и тестируемый фермент, — 320 ЕД/мл (1 ед. фермента катализирует включение 25 нмоль дНТФ в состав продукта за 30 мин реакции при 65ºC). К полученным реакционным смесям добавляли по 10 мкл препарата РНК. Реакцию проводили в амплификаторе «ДТпрайм» («ДНК-Технология»). Программа амплификации включала предварительную инкубацию в течение 5 мин при 37ºС и изотермическую амплификацию в течение 25 мин (50 циклов) при 65ºС с детекцией флуоресцентного сигнала каждые 30 с на канале FAM.
В качестве референтного метода анализа образцов РНК использовали зарегистрированные наборы реагентов, основанные на ПЦР, — «АмплиСенс® COVID-19-FL» (РУ № РЗН 2021/14599) и «АмплиСенс® Influenza virus A/B-FL» (РУ № ФСР 2009/05010) производства ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора.
Результаты
Для получения рекомбинантной полимеразы Bst была разработана уникальная синтетическая последовательность гена Bst-pol. Для этого на первом этапе была проведена обратная трансляция фрагмента аминокислотной последовательности ДНК-полимеразы I из G. stearothermophilus (AAB52611) с 290 по 876 а.к. Затем был оптимизирован нуклеотидный состав последовательности с учётом частоты встречаемости кодонов для бактериальной системы экспрессии на основе клеток E. coli. Итоговая последовательность гена была получена методом сборки из длинных перекрывающихся праймеров [21]. Ген, кодирующий Bst-pol, был клонирован в плазмидный вектор pET16b+ для прокариотической экспрессии в E. coli. В ходе подбора штаммов-носителей для экспрессии гена Bst-NHm4 была исследована динамика накопления фермента Bst-NHm4 при разных температурах (23ºС и 37ºС) и времени индукции белкового биосинтеза (4 и 24 ч). В целом белок эффективно нарабатывался в штаммах-носителях E. coli BL21 (De3) pLys и Rosetta (De3) в растворимой форме, но не нарабатывался в штамме-носителе ER2566. Несколько большее содержание и съём биомассы достигались при культивировании штамма-продуцента BL21 (DE3)pLys/pET16-Bst-NHm4 при 23ºC в течение 4 ч (табл. 1).
Таблица 1. Содержание фермента Bst-NHm4 в штаммах-продуцентах относительно общего белка клетки / Table 1. Content of the Bst-NHm4 enzyme in producer strains compared to total cell protein
Штамм-носитель E. coli E. coli carrier strain | Условия культивирования Culture conditions | Содержание белка, % Protein content, % | Съём клеточной биомассы, г/л Cell biomass yield, g/L |
ER2566 | 23ºC, 4 ч | h | Фермент Bst-NHm4 не нарабатывается Bst-NHm4 enzyme is not accumulated | |
23ºC, 24 ч | h | |||
37ºC, 4 ч | h | |||
37ºC, 24 ч | h | |||
BL21 (De3) pLys | 23ºC, 4 ч | h | 20,2 | 4,8 |
23ºC, 24 ч | h | 19,8 | 4,5 | |
37ºC, 4 ч | h | 19,7 | 4,2 | |
37ºC, 24 ч | h | 18,9 | 4,9 | |
Rosetta (De3) | 23ºC, 4 ч | h | 19,5 | 5,1 |
23ºC, 24 ч | h | 19,3 | 4,9 | |
37ºC, 4 ч | h | 18,8 | 4,5 | |
37ºC, 24 ч | h | 18,7 | 4,7 |
Примечание. Данные получены при использовании программы «Image Lab v. 5.2.1» («Bio-Rad»).
Note. The data were obtained using the Image Lab v. 5.2.1 software (Bio-Rad).
Для очистки фермента от клеточных белков на первом этапе использовали металл-хелатную аффинную хроматографию в градиенте имидазола (рис. 1). Фракции с чистотой более 90% (рис. 2) объединяли и проводили гель-фильтрационную хроматографию. Полученный фермент Bst-NHm4 охарактеризован с использованием электрофореза ДСН-ПААГ. По данным электрофоретического анализа чистота фермента составила не менее 95% (рис. 3) с концентрацией 0,85 мг/мл.
Рис. 1. Хроматографический профиль очистки рекомбинантного фермента Bst-NHm4 на сорбенте IMAC FF. / Fig. 1. Chromatographic profile of purification of the recombinant Bst-NHm4 enzyme using IMAC FF sorbent.
Рис. 2. Хроматографическая очистка Bst-pol на сорбенте IMAC FF. М — маркер молекулярных масс; 1 — осветлённый клеточный лизат штамма-продуцента BL21 (DE3)pLys/pET16-Bst-NHm4; 2 — балластные белки; 3–14 — фракции Bst-NHm4. / Fig. 2. Chromatographic purification of Bst-pol using IMAC FF sorbent. M — molecular weight marker; 1 — clarified cell lysate of the producer strain BL21 (DE3)pLys/pET16-Bst-NHm4; 2 — ballast proteins; 3–14 — Bst-NHm4 fractions.
Рис. 3. Получение и очистка Bst-NHm4. М — маркер молекулярных масс; 1 — тотальный клеточный лизат; 2 — осветлённый клеточный лизат; 3 — клеточный осадок; 4 — тотальная фракция Bst-NHm4 после металл-хелатной аффинной хроматографии; 5 — тотальная фракция Bst-NHm4 после гель-фильтрационной хроматографии. / Fig. 3. Production and purification of Bst-NHm4. M — molecular weight marker; 1 — total cell lysate; 2 — clarified cell lysate; 3 — cell sediment; 4 — total fraction of Bst-NHm4 after metal-chelate affinity chromatography; 5 — total fraction of Bst-NHm4 after gel-filtration chromatography.
Для подтверждения активности выделенного фермента Bst-NHm4 проводили LAMP в реальном времени на образцах плазмидной ДНК, содержащей фрагмент генома SARS-CoV-2.
В реакции использовали ферменты с концентрацией 320 ЕД/мл. В эксперименте также использовались две концентрации ДНК-матрицы: 102 и 104 копий в реакции (табл. 2). На рис. 4 хорошо видно, что полученная полимераза Bst-NHm4 показывает более высокую активность (меньшие значения пороговых циклов Ct) в реакции LAMP на образцах ДНК, чем фермент сравнения Bst 2.0.
Таблица 2. Значения пороговых циклов при использовании Bst-NHm4 в реакции LAMP / Table 2. Cycle threshold values using Bst-NHm4 in the LAMP reaction
№ пробы | Sample No. | Тип пробы | Sample type | Bst-полимераза | Bst polymerase | Значения Ct (FAM) | Ct values (FAM) |
1 | Контроль | Control | Bst 2.0 | – |
2 | Контроль | Control | Bst-NHm4 | – |
Число копий | Number of copies | |||
3 | 102 | Bst 2.0 | 30,1 |
4 | 102 | Bst 2.0 | 32,3 |
5 | 102 | Bst 2.0 | 31,0 |
6 | 102 | Bst 2.0 | 33,4 |
7 | 102 | Bst-NHm4 | 22,0 |
8 | 102 | Bst-NHm4 | 22,4 |
9 | 102 | Bst-NHm4 | 24,1 |
10 | 102 | Bst-NHm4 | 24,9 |
11 | 104 | Bst 2.0 | 22,2 |
12 | 104 | Bst 2.0 | 22,8 |
13 | 104 | Bst 2.0 | 24,0 |
14 | 104 | Bst 2.0 | 24,3 |
15 | 104 | Bst-NHm4 | 20,2 |
16 | 104 | Bst-NHm4 | 19,8 |
17 | 104 | Bst-NHm4 | 20,9 |
18 | 104 | Bst-NHm4 | 22,1 |
Рис. 4. Оценка активности полимеразы Bst-NHm4 в модельной системе. а — кривые накопления продукта реакции; б — среднее значение порогового цикла. / Fig. 4. Assessment of Bst-NHm4 polymerase activity in the model system. a — product accumulation curves; b — mean cycle threshold value.
Для подтверждения активности фермента Bst-NHm4 был проведён анализ проб РНК вирусов SARS-CoV-2, IAV и IBV, выделенных из образцов биологического материала (мазки со слизистой оболочки носо- и ротоглотки), методом LAMP с обратной транскрипцией с использованием реагентов, входящих в состав наборов «АмплиСенс® SARS-CoV-2-IT», «АмплиСенс® IAV-IT» и «АмплиСенс® IBV-IT» в сравнении с ферментом Bst 2.0. В качестве контроля образцы РНК анализировали методом ПЦР с обратной транскрипцией с помощью набора реагентов «АмплиСенс® COVID-19-FL» или методом ПЦР с использованием набора реагентов «АмплиСенс® Influenza virus A/B-FL», предварительно получив кДНК с помощью набора реагентов «РЕВЕРТА-L».
Полимераза Bst-NHm4 демонстрирует сопоставимую активность с полимеразой Bst 2.0 в реакции LAMP на образцах РНК SARS-CoV-2, но меньшую активность (бóльшие значения порогового цикла Ct) на образцах РНК IAV и IBV с использованием соответствующих наборов реагентов (рис. 5). Несмотря на более позднее прохождение образцов РНК IBV в реакции с полимеразой Bst-NHm4 в сравнении с Bst 2.0, исследованные образцы РНК были определены как «положительные», что является достаточным для диагностических систем с качественным определением.
Рис. 5. Анализ проб РНК вирусов SARS-CoV-2 (а), IAV (б) и IBV (в), выделенных из образцов биологического материала (мазки со слизистой оболочки носо- и ротоглотки), методом LAMP с обратной транскрипцией. / Fig. 5. Analysis of SARS-CoV-2 (a), IAV (b), and IBV (c) RNA samples isolated from biological material (nasopharyngeal and oropharyngeal swabs) using reverse transcription LAMP.
Согласно инструкциям к наборам реагентов «АмплиСенс® SARS-CoV-2-IT», «АмплиСенс® IAV-IT» и «АмплиСенс® IBV-IT», они имеют предел обнаружения не более 104 копий/мл при экстракции РНК из биологического материала с использованием реагентов комплекта «РИБО-преп» и высокую специфичность, обусловленную использованием 4–6 диагностических праймеров, комплементарных 6–8 участкам ДНК мишени.
Полученные нами результаты подтверждают высокую диагностическую специфичность наборов реагентов на основе LAMP (100%) в сравнении с ПЦР-тест-системами при анализе образцов РНК с концентрацией не ниже 104 копий/мл. Основным преимуществом использования наборов реагентов на основе LAMP является значительное сокращение времени анализа (31 мин) по сравнению с ПЦР с наборами реагентов «АмплиСенс® COVID-19-FL» (103 мин) «АмплиСенс® Influenza virus A/B-FL» (150 мин) за счёт сокращения продолжительности программы амплификации.
Полученные данные показывают перспективность созданной конструкции и разработанного протокола выделения и очистки фермента Bst-полимеразы Bst-NHm4 для дальнейшего изучения и внедрения в разрабатываемые и существующие наборы реагентов для диагностики различных инфекций методом LAMP.
Заключение
Разработанный протокол выделения и очистки фермента позволяет получать рекомбинантную Bst-полимеразу в растворимой форме с выходом до 19–20% белка от всей клеточной массы. Таким образом, Bst-NHm4, учитывая быстрый и эффективный способ очистки и получения фермента, пригодна в дальнейшем для применения в диагностических целях в методе LAMP.
Источник финансирования. Исследование выполнено за счёт государственного бюджета (федеральный проект «Санитарный щит страны — безопасность для здоровья (предупреждение, выявление, реагирование)»).
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Об авторах
Мария Игоревна Пика
Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребнадзора
Email: cherkashina@pcr.ms
ORCID iD: 0000-0002-3279-6811
м.н.с., научная группа генной инженерии и биотехнологии, отдел молекулярной диагностики и эпидемиологии
Россия, МоскваОльга Олеговна Михеева
Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребнадзора
Email: cherkashina@pcr.ms
ORCID iD: 0000-0002-1721-5134
н.с., научная группа генной инженерии и биотехнологии, отдел молекулярной диагностики и эпидемиологии
Россия, МоскваЕлена Дмитриевна Соловьева
Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребнадзора
Email: cherkashina@pcr.ms
ORCID iD: 0000-0002-0762-0347
м.н.с., научная группа генной инженерии и биотехнологии, отдел молекулярной диагностики и эпидемиологии
Россия, МоскваАнна Владимировна Валдохина
Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребнадзора
Email: cherkashina@pcr.ms
ORCID iD: 0000-0002-4592-4755
н.с., научная группа генной инженерии и биотехнологии, отдел молекулярной диагностики и эпидемиологии
Россия, МоскваВиктория Петровна Буланенко
Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребнадзора
Email: cherkashina@pcr.ms
ORCID iD: 0000-0001-7055-1762
н.с., научная группа генной инженерии и биотехнологии, отдел молекулярной диагностики и эпидемиологии
Россия, МоскваЕвгений Александрович Черкашин
Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребнадзора
Email: cherkashina@pcr.ms
ORCID iD: 0000-0002-3627-6047
канд. хим. наук, рук. центра разработки, развития продукции и инноваций — ВРИО заведующего научно-производственной лаборатории
Россия, МоскваВадим Викторович Петров
Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребнадзора
Email: cherkashina@pcr.ms
ORCID iD: 0000-0002-3503-2366
рук. научной группы разработки новых молекулярно-биологических технологий, отдел молекулярной диагностики и эпидемиологии
Россия, МоскваКирилл Владимирович Красовитов
Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребнадзора
Email: cherkashina@pcr.ms
ORCID iD: 0000-0001-7237-1810
технолог-разработчик, научная группа разработки новых молекулярно-биологических технологий, отдел молекулярной диагностики и эпидемиологии
Россия, МоскваАнна Сергеевна Черкашина
Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребнадзора
Автор, ответственный за переписку.
Email: cherkashina@pcr.ms
ORCID iD: 0000-0001-7970-7495
к.хим.н., рук. научной группы генной инженерии и биотехнологии, отдел молекулярной диагностики и эпидемиологии
Россия, МоскваВасилий Геннадиевич Акимкин
Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребнадзора
Email: cherkashina@pcr.ms
ORCID iD: 0000-0003-4228-9044
д.м.н., проф., академик РАН, член-корреспондент РАМН, директор
Россия, МоскваСписок литературы
- Notomi T., Okayama H., Masubuchi H., et al. Loop-mediated isothermal amplification of DNA. Nucleic Acids Res. 2000; 28(12):E63. DOI: https://doi.org/10.1093/nar/28.12.e63
- Oscorbin I.P., Boyarskikh U.A., Filipenko M.L. Large fragment of DNA polymerase I from Geobacillus sp. 777: cloning and comparison with DNA polymerases I in practical applications. Mol. Biotechnol. 2015;57(10):947–59. DOI: https://doi.org/10.1007/s12033-015-9886-x
- Becherer L., Borst N., Bakheit M., et al. Loop-mediated isothermal amplification (LAMP)-review and classification of methods for sequence-specific detection. Anal. Methods. 2020;12(6):717–46. DOI: https://doi.org/10.1039/C9AY02246E
- Soroka M., Wasowicz B., Rymaszewska A. Loop-mediated isothermal amplification (LAMP): The better sibling of PCR? Cells. 2021;10(8):1931. DOI: https://doi.org/10.3390/cells10081931
- Moore K.J.M., Cahill J., Aidelberg G., et al. Loop-mediated isothermal amplification detection of SARS-CoV-2 and myriad other applications. J. Biomol. Tech. 2021;32(3):228–75. DOI: https://doi.org/10.7171/jbt.21-3203-017
- Акимкин В.Г., Петров В.В., Красовитов К.В. и др. Молеку- лярные методы диагностики новой коронавирусной инфекции: сравнение петлевой изотермической амплификации и полимеразной цепной реакции. Вопросы вирусологии. 2021; 66(6):417–424. Akimkin V.G., Petrov V.V., Krasovitov K.V., et al. Molecular methods for diagnosing novel coronavirus infection: comparison of loop-mediated isothermal amplification and polymerase chain reaction. Problems of Virology. 2021;66(6):417–424. DOI: https://doi.org/10.36233/0507-4088-86
- Takayama I., Nakauchi M., Takahashi H., et al. Development of real-time fluorescent reverse transcription loop-mediated isothermal amplification assay with quenching primer for influenza virus and respiratory syncytial virus. J. Virol. Methods. 2019;267:53–8. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2019.02.010
- Wang Q.Q., Zhang J., Hu J.S., et al. Rapid detection of hepatitis C virus RNA by a reverse transcription loop-mediated isothermal amplification assay. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 2011;63(1):144–7. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1574-695X.2011.00828.x
- Parida M., Horioke K., Ishida H., et al. Rapid detection and differentiation of dengue virus serotypes by a real-time reverse transcription-loop-mediated isothermal amplification assay. J. Clin. Microbiol. 2005;43(6):2895–903. DOI: https://doi.org/10.1128/JCM.43.6.2895-2903.2005
- Curtis K.A., Rudolph D.L., Owen S.M. Rapid detection of HIV-1 by reverse-transcription, loop-mediated isothermal amplification (RT-LAMP). J. Virol. Methods. 2008;151(2):264–70. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2008.04.011
- Kurosaki Y., Takada A., Ebihara H., et al. Rapid and simple detection of Ebola virus by reverse transcription-loop-mediated isothermal amplification. J. Virol. Methods. 2007;141(1):78–83. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2006.11.031
- Wada K., Suzuki H. Biotechnological platforms of the moderate thermophiles, Geobacillus species: notable properties and genetic tools. In: Salwan R., Sharma V., eds. Physiological and Biotechnological Aspects of Extremophiles. Academic Press; 2020:195–218. DOI: https://doi.org/10.1016/C2018-0-03860-8
- Stenesh J., Roe B.A. DNA polymerase from mesophilic and thermophilic bacteria: I. Purification and properties of DNA polymerase from Bacillus licheniformis and Bacillus stearothermophilus. Biochim. Biophys. Acta. 1972;272:156–66. DOI: https://doi.org/10.1016/0005-2787(72)90240-7
- Kaboev O.K., Luchkina L.A., Akhmedov A.T., Bekker M.L. Purification and properties of deoxyribonucleic acid polymerase from Bacillus stearothermophilus. J. Bacteriol. 1981;145(1):21–6. DOI: https://doi.org/10.1128/jb.145.1.21-26.1981
- Steitz T.A. DNA polymerases: structural diversity and common mechanisms. J. Biol. Chem. 1999;274(25):17395–8. DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.274.25.17395
- Phang S.M., Teo C.Y., Lo E., Wong V.W. Cloning and complete sequence of the DNA polymerase-encoding gene (BstpolI) and characterisation of the Klenow-like fragment from Bacillus stearothermophilus. Gene. 1995;163(1):65–8. DOI: https://doi.org/10.1016/0378-1119(95)00387-l
- Lawyer F.C., Stoffel S., Saiki R.K., et al. High-level expression, purification, and enzymatic characterization of full-length Thermus aquaticus DNA polymerase and a truncated form deficient in 5′ to 3′ exonuclease activity. PCR Methods Appl. 1993;2(4):275–87. DOI: https://doi.org/10.1101/gr.2.4.275
- Li P., Amenov A., Kalendar R., et al. Cloning and purification of large fragment of DNA polymerase I from Geobacillus stearothermophilus and it’s application in isothermal DNA amplification. Eurasian Journal of Applied Biotechnology. 2017;(1):50–8. DOI: https://doi.org/10.11134/btp.1.2017.6. EDN: https://www.elibrary.ru/zbenmt
- Kordyukova M.Y., Antipova V.N., Rogachevsky V.V., Zyrina NV. An acid precipitation technique: A strip assay for the large-scale DNA polymerase activity screening. Anal. Biochem. 2016;513:39–42. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ab.2016.08.022
- Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970; 227(5259):680–5. DOI: https://doi.org/10.1038/227680a0
- Черкашина А.С., Пика М.И., Михеева О.О. и др. ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора. Способ получения большого фрагмента Bst-полимеразы. Заявка на патент RU 2022135005. Заявл. 28.12.2022. Cherkashina A.S., Pika M.I., Mikheeva O.O., et al. CRIE. Method for obtaining a large fragment of Bst-polymerase. Patent application RU 2022135005; 28.12.2022.