沙门氏菌核酸适配体的筛选、生物传感与抑菌应用.pdf
《沙门氏菌核酸适配体的筛选、生物传感与抑菌应用.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《沙门氏菌核酸适配体的筛选、生物传感与抑菌应用.pdf(9页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、食品研究与开发圆园23 年 9 月第 44 卷第 17 期DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2023.17.027基金项目:国家重点研发计划项目(2022YFF0607903);青年人才托举工程项目(BYESS2022133)作者简介:李宸葳(1998),女(汉),硕士,研究方向:食品安全检测技术。*通信作者:许文涛(1979),男(汉),教授,博士,研究方向:生物安全、功能核酸及功能食品。沙门氏菌核酸适配体的筛选、生物传感与抑菌应用李宸葳1,李天顺1,王佳2,朱龙佼2,许文涛2*(1.中国农业大学 食品科学与营养工程学院,北京 100083;2.中国农业大学 营养与
2、健康系,北京100190)摘要:沙门氏菌是常见的食源性病原菌之一,可能诱发肠炎和全身感染,严重危害人体的健康。食品中沙门氏菌的快速检测和相关疾病的有效防治是研究的重点方向之一。核酸适配体能够特异性结合沙门氏菌,能够作为识别元件辅助检测,也可作为靶向工具提高杀菌药物的递送效率;同时,适配体还可与沙门氏菌的活性结构结合,抑制其生物活性,降低对人体的危害,在沙门氏菌的检测和防治方面均显示出了巨大的潜力。该文对特异性识别沙门氏菌的适配体序列及筛选方法进行全面汇总,简要总结以适配体为识别元件的生物传感器在沙门氏菌快速检测中的应用,总结沙门氏菌适配体的抑菌机制及其在抑菌中的应用,旨在为抗菌适配体的进一步应
3、用研究提供有益的参考。关键词:沙门氏菌;适配体;筛选;生物传感器;抑菌Nucleic Acid Aptamers of Salmonella:Screening and Applications in Biosensors andAntibacterial TherapiesLI Chenwei1,LI Tianshun1,WANG Jia2,ZHU Longjiao2,XU Wentao2*(1.College of Food Science and Nutritional Engineering,China Agricultural University,Beijing 100083,Ch
4、ina;2.Department of Nutrition and Health,China Agricultural University,Beijing 100190,China)粤遭泽贼则葬糟贼:Salmonella,a common group of foodborne pathogenic bacteria,induces enteritis and systemicinfection,seriously endangering humanhealth.The priorities of researchon Salmonellainclude quick detection oft
5、he bacteria and prevention of the related diseases.Being able to bind to specific targets,the nucleic acidaptamers of Salmonellacan be used as recognition elements to assist detection or as targeting tools to improve thedelivery efficiency of bactericidal drugs.In addition,aptamers can bind to the a
6、ctive structure to inhibit thebiological activity and reduce the risk of Salmonella to human health,demonstrating great potential in both thedetection and control of Salmonella.The sequences and screening methods of Salmonella aptamers,theapplication of the biosensors with aptamers as recognition el
7、ements in the rapid detection of Salmonella,and theantibacterial mechanisms and therapies of Salmonella aptamers were summarized,with a view to providingreferencesforfurtherresearchand application ofantibacterial aptamers.运藻赠 憎燥则凿泽:Salmonella;aptamer;screening;biosensors;bacteriostasis引文格式:李宸葳,李天顺,王
8、佳,等.沙门氏菌核酸适配体的筛选、生物传感与抑菌应用J.食品研究与开发,2023,44(17):194-202.LI Chenwei,LI Tianshun,WANG Jia,et al.Nucleic Acid Aptamers of Salmonella:Screening and Applications in BiosensorsandAntibacterialTherapiesJ.Food Research and Development,2023,44(17):194-202.沙门氏菌(Salmonella)属于变形菌门肠道杆菌科沙门氏菌属,包括肠道沙门氏菌(Salmonella
9、enterica)和邦戈尔沙门氏菌(Salmonellabongori),其中肠道沙门氏菌下有 6 个亚种,包括 2 600 多种血清型;邦戈尔沙专题论述194食品研究与开发圆园23 年 9 月第 44 卷第 17 期门氏菌由邦戈尔亚种单独构成。沙门氏菌是 1 种杆状的革兰氏阴性菌,好氧或兼性厌氧,周生鞭毛,表现出较强的运动能力。沙门氏菌是最常见的食源性病原体之一1,常在鸡蛋、奶制品、肉类、海产品等富含蛋白质的食物中检出,对环境具有良好的抵抗能力,在食物、植物表面、水中能存活超过 3 个月。沙门氏菌对人体健康具有严重的危害,摄入的病原菌在胃的酸性环境存活后,会进入小肠,跨越小肠的黏液层黏附于肠
10、上皮细胞,诱发一系列肠道炎症,甚至全身系统性感染,表现为腹泻、发烧、胃痉挛、呕吐等症状2,对于免疫功能低下的人群,沙门氏菌的感染甚至可能威胁生命。目前,为了降低沙门氏菌对人类、家畜、家禽的危害,主要从以下两个方面展开研究:一是开发沙门氏菌的检测方法,及时规避沙门氏菌可能引起的风险,降低摄入病原菌的可能;二是开发防控沙门氏菌感染的新型药物或抗感染策略,对已感染的患者进行有效地治疗,降低病原菌对宿主的危害。传统的沙门氏菌检测方法是平板计数法:称取一定质量的样品,利用非选择性的培养基进行菌株的复苏和富集,最后通过选择性培养基分离出沙门氏菌,进行计数及血清型鉴定。这类方法操作简单、成本低、结果可靠,但
11、检测时间长,通常需要数天的培养才可得到检测结果,耗时耗力,不适用于多样本检测和现场的快速检测。随着细菌基因组学的不断发展,分子检测技术受到了广泛的关注和应用。对沙门氏菌的特异性靶基因进行扩增,大大提高了检测的灵敏度和特异性,也缩短了检测时间。目前,许多商品化的检测试剂盒已经用于沙门氏菌的筛查和检测中3。但这类方法仍需要对样品进行预处理,裂解细菌细胞、提取DNA,在实际应用中仍存在一些局限;另外,引物与非靶标序列的结合、扩增子在检测环境中的气溶胶污染,都可能产生假阳性的结果,需要克服和解决。另外,基于抗体的免疫方法4能够特异性分离和检测食源性病原体,通过特异性的捕获,无需扩增,即可实现快速检测。
12、但抗体作为一种蛋白质,存在不稳定、成本高、难储存、生产程序复杂的不足,限制了该类方法的实际应用。在沙门氏菌感染的治疗方面,同样存在着亟待解决的困难。目前,抗生素仍然是治疗沙门氏菌感染的主流药物,但病原菌对抗生素耐药性不断产生,对疾病的防治提出了挑战。抗生素的研发需要较长的周期,且过程复杂,需要耗费较大的人力物力,因此,近年来很少有新型的抗生素上市。越来越多的研究更倾向于新型药物的开发,寻找新型的治疗、抑菌策略已经成为防治沙门氏菌感染的关键。适配体具有优异的特异性和靶向性,其在沙门氏菌的检测和防治两个方面,可作为有力的工具,显示出了巨大的发展潜力。适配体是通过配体指数富集的系统进化(system
13、atic evolution of ligands exponential en原richment,SELEX)技术筛选获得的一段单链寡合苷酸序列,能够特异性地与靶标分子形成稳定的复合物。适配体被公认为“化学抗体”,其亲和力和选择性与抗体相当,同时具有稳定性高、易复制、易修饰等独特优势。在检测方面,适配体可作为识别元件,在检测体系中对靶标进行“抓取”,触发各类生物传感器的输出信号,实现快速检测。在治疗方面,适配体可作为药物递送载体的靶向识别模块,搭建协同抗菌体系;另外,特异性结合细菌表面功能结构的适配体可以对活性位点进行封闭,发挥抑菌功能,降低细菌对人体的危害。本文对沙门氏菌的适配体进行汇总,
14、介绍目前已有适配体的筛选方法,阐述适配体与沙门氏菌的结合机制,整理了目前检测沙门氏菌的各类生物传感器,另外,总结沙门氏菌适配体在抑菌方面的应用,旨在为适配体在检测领域和生物学领域的应用提供参考。1沙门氏菌适配体的筛选策略在 SELEX 筛选过程中,最核心的关键点是提高所筛选适配体的特异性和亲和力。目前,已开发多种细菌适配体的筛选策略,包括基于离心的细胞-SELEX(Cell-SELEX);固定靶标的筛选策略,如磁珠-SELEX(magnetic beads-SELEX,MB-SELEX)、琼脂糖珠-SE原LEX(agarose beads-SELEX,AB-SELEX)、石英晶体微天平-SEL
15、EX(quartz crystal microbalance-SELEX,QCM-SELEX)等;固定文库筛选策略,如捕获-SELEX(Cap原ture-SELEX)等。另外,根据适配体的应用需求,可对细菌表面的功能成分进行特异性的筛选。目前,已筛选出的沙门氏菌适配体及其筛选策略如表 1 所示。1.1全细胞-SELEX全细胞-SELEX(Cell-SELEX)是筛选细菌适配体最常用的方法5-7。Cell-SELEX 使用全细胞作为靶标,筛选前不需要对菌表的蛋白质进行提取或纯化,且携带真实的物质分布信息的细胞比单一物质作为靶标更能保证所得核酸适配体在结合中的稳定性,适配体能够与真实的折叠构象结合
16、,具有简单、高效的优点。Cell-SELEX 的通用流程:将单链 DNA 文库与靶细胞共孵育,洗脱非结合序列,95 益下加热细胞-ssDNA 复合物使其变性,然后离心,从细胞中回收结合序列。通过引入其他细菌作为反筛靶标育,可以确保所选的适配体对目标沙门氏菌保持高特异性。然后利用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)扩增获得的序列通过不对称 PCR、酶消化技术等方法制备单链次级文库29,再进行下一轮的筛选。Liu 等27报道了采用专题论述195食品研究与开发圆园23 年 9 月第 44 卷第 17 期表 1沙门氏菌适配体汇总Table 1Aptamers a
17、gainst Salmonella靶标类型名称序列筛选策略解离常数/(nmol/L)参考文献鼠伤寒沙门氏菌B5CAGTCCAGGACAGATTCGCGAGGTGGGGCGGGAAAGTGTGT-GTAGGTGGTGGCGTTGTCACGGCGGGCACGTGGATTTCATTC-AGCGATTQCM-SELEX58.52ST2PATAGGAGTCACGACGACCAGAAAGTAATGCCCGGTAGTTATTCA-AAGATGAGTAGGAAAAGATATGTGCGTCTACCTCTTGACTAATCell-SELEX6.33依0.585SAL26TAGCTCACTCATTAGGCACATT
18、TGTGGCACCAAATTTGAATTA-ATCAAGACAGTGTGGTGCATAGTTAAGCCAGCCCell-SELEX123依236S11GGTAATACGACTCACTATAGGGAGATACCAGCTTATTCAATTC-TGACAGATTAAAAGTGGTTGGGCAACTTCTGCTTGCGAAAGAT-AGTAAGTGCAATCTCell-SELEX2.147ST12ATTGTACACCATGTGCAGAGATTTTCGGCACGAGGATCATCell-SELEX4.70依0.318S8-7CTGATGTGTGGGTAGGTGTCGTTGATTTCTTCTGGTGGGG
19、Cell-SELEX1 7309C4ACGGGCGTGGGGGCAATGCCTGCTTGTAGGCTTCCCCTGTGCGCGCell-SELEX10STYP-3GAGTTAATCAATACAAGGCGGGAACATCCTTGGCGGTGCCell-SELEX11St1CCGATGTCCGTTAGGGCTCCTCCATAGATCell-SELEX0.5312鼠伤寒沙门氏菌IVB 型菌毛S-PS8.4GGGAACAGUCCGAGCCUCACUGUUAUCCGAUAGCAGCGCGGG-AUGAGGGUCAAUGCGUCAUAGGAUCCCGCAB-SELEX8.5613鼠伤寒沙门氏菌外膜蛋白Ap
20、t33TATGGCGGCGTCACCCGACGGGGACTTGACATTATGACAG14鼠伤寒沙门氏菌OmpC 蛋白I-2GGGAGAGCGGAAGCGUGCUGGGUAGUGUGAGAGCCGUGAGU-GAAAGGCCGCGACAAAGAUCGGACAUAACCCAGAGGUCGAU-GGUCCCCAB-SELEX20.2715I-2-TGUGAGAGCCGUGAGUGAAAGGCCGCGACAAAGAUCGGAC27.64OmpC-aptamerGGGAGAGGGAGCGGUGCUGGGUGGGAGGGAGGCGACAGAGA-GAGAGAGCGACAGAGACAGAGUCAGAGUC
21、GAGGGAGUCCCC16鼠伤寒沙门氏菌脂多糖EA7ATAGGAGTCACGACGACCAGCCTTCTAACAGAATGTTGTTAGA-TAGCTTTGAAGCTGGTCTATGTGCGTCTACCTCTTGACapture-SELEX102依1717LA27CCTTCTAACAGAATGTTGTTAGATAGC截短46.2依9.518肠炎沙门氏菌Apt 8GCCACACATGGCGAGTCCCTGTCTGTGGCTGGTGCGGATCCell-SELEX43.819Apt 23CCCGACACGCTGGCGGTCTACGGCTCGTTCTCCCCGGCCC56.2SE54TACCAAA
22、ATGTTGGATTGGATGTTGTACTGGGTTGCATAGG-TAGTCCAGAAGCC20SE54TGGATTGGATGTTGTACTGGGTTGCATAGG截短3SE-20CTCCTCTGACTGTAACCACGCACAAAG原GCTCGCGCATGGTGTGTACGTTCTTACAGAGGTCell-SELEX7.10依0.628Se2CACAGATGACGTCTGGCACATAATTAACACCell-SELEX3.8312S25GGGUUCACUGCAGACUUGACGAAGCUUGAGAGAUGCCCCCU-GAUGTGCAUUCUUGUUGUGUUGCGGCAAUGGAU
23、CCACAUCT-ACGAAUUCCell-SELEX21crn-2AAGGGCTGGCTGGGATGGATGTAAGAAGGGAGGAAAGGACCT-AAGACCTGCTATATTGCGATCACTCCACGGACCCCACTCell-SELEX30922SENT-9CTCCTCTGACTGTAACCACGCACAAAGGCTCGCGCATGGTGTGT-ACGTTCTTACAGAGGTCell-SELEX23霍乱沙门氏菌Apt-3GGCAGGACAACAGCGTGTAGTATCAGCTTACGGTGCell-SELEX41依224甲型副伤寒沙门氏菌Sal1ATTAGTCAAGAGGTAG
24、ACGCACATAAGGGGTCTGGTGTCGGGC-CGCGGGTCAGGGGGGTAAGGGATTCTGGTCGTCGTGACTCCTATCell-SELEX25Sal1GGGCCGCGGGTCAGGGGGGCell-SELEX26Sal2GGTGGGTTTGGCCGG沙门氏菌 O8B10GATCCGGGCCTCATGTCGAACACCCCCCAACTAAAACAACAAAA-CACCACCGCCATTGAGCGTTTATTCTGAGCTCCCACell-SELEX32.0427沙门氏菌侵袭蛋白 SipAApt17TAGGGAAGAGAAGGACATATGATGCAATGGAACCGCT
25、GAACG-ACCCTAGCATTATCAGTGTGGTTGACTAGTACATGACCACTTGAMB-SELEX63.428专题论述196食品研究与开发圆园23 年 9 月第 44 卷第 17 期Cell-SELEX 筛选的识别沙门氏菌 O8 细胞的适配体,但筛选靶标是灭活的沙门氏菌,所筛选的适配体是否可以识别活的沙门氏菌尚未得到验证。为了能够让适配体在检测、诊断及治疗等方面更好地应用,在后续的研究中,往往更多采用活的沙门氏菌作为靶标8。通过 Cell-SELEX 技术所选择的适配体不仅与靶菌具有更稳定的结合,而且,可用于探究细胞上未知表面蛋白和新的生物标志物,这是使用单一物质作为靶标不能
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 沙门氏菌 核酸 适配体 筛选 生物 传感 应用
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。