РАЗРАБОТКА И ОПТИМИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ ПЦР В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ДНК STREPTOCOCCUS EQUI: РАЗРАБОТКА И ОПТИМИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ ПЦР В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ДНК STREPTOCOCCUS EQUI

Салтанат Нусупова; Orqara Sh.D.; Sandibaev N.T.; Strochkov V.M.; Sansyzbay A.R.; Julanov M.N.; Ussenova Zh.M.

doi:10.52578/2305-9397-2023-4-1-149-158

Авторы

Салтанат Нусупова КазНАИУ
Orqara Sh.D. «Kazakh National Agrarian Research University»,Almaty city, 8 Abay Ave., 050010, Kazakhstan
Sandibaev N.T. «Kazakh National Agrarian Research University», Almaty city, 8 Abay Ave https://orcid.org/0000-0001-8154-4672
Strochkov V.M. «Kazakh National Agrarian Research University», Almaty city, 8 Abay Ave https://orcid.org/0000-0001-8154-4672
Sansyzbay A.R. https://orcid.org/0000-0001-8154-4672
Julanov M.N. «Kazakh National Agrarian Research University», Almaty city https://orcid.org/0000-0003-4471-3910
Ussenova Zh.M. «Kazakh National Agrarian Research University», Almaty city https://orcid.org/0009-0008-6162-7399

DOI:

https://doi.org/10.52578/2305-9397-2023-4-1-149-158

Аннотация

Мыт - инфекционное заболевание лошадей, вызываемое грамположительной бактерией Streptococcus equi, характеризующееся абсцессами в подчелюстных и глоточных лимфатических узлах, приводящими к обструкции дыхательных путей. В этом исследовании представлены результаты разработки полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени с использованием зондов TaqMan для обнаружения ДНК S. equi, возбудителя удушья у лошадей. Были разработаны специфические праймеры и зонды, нацеленные на ген rimI («метилтрансфераза I большой субъединицы рибосомальной РНК») S. equi. Было продемонстрировано, что ПЦР в реальном времени позволяет обнаружить всего 50 фемтограмм геномной ДНК. Отсутствие перекрестных реакций с другими респираторными вирусными и бактериальными микроорганизмами, использованными в исследовании, указывает на высокую специфичность ПЦР в реальном времени. Разработанная ПЦР в режиме реального времени значительно сокращает время обработки и получения диагностических результатов, тем самым обеспечивая быстрое реагирование на ранней стадии инфекции, что станет основным преимуществом для контроля и сдерживания распространения мыта лошадей.

Биографии авторов

Orqara Sh.D., «Kazakh National Agrarian Research University»,Almaty city, 8 Abay Ave., 050010, Kazakhstan

Master of Veterinary Sciences, Junior Researcher at the Laboratory of Green Biotechnology and Cell Engineering

Sandibaev N.T., «Kazakh National Agrarian Research University», Almaty city, 8 Abay Ave

Candidate of Biological Sciences, Professor, Director of the Kazakh-Japanese Innovation Center

Strochkov V.M., «Kazakh National Agrarian Research University», Almaty city, 8 Abay Ave

Senior Researcher at the Laboratory of Green Biotechnology and Cell Engineering, Kazakh-Japanese Innovation Center

Sansyzbay A.R.

Doctor of Veterinary Sciences, Professor, Corresponding Member of the National Academy of Sciences of Kazakhstan, Director of the Scientific Research Institute of Veterinary Medicine, Pharmacy, and Sanitation

Julanov M.N., «Kazakh National Agrarian Research University», Almaty city

Doctor of Veterinary Sciences, Professor Kazakh National Agrarian Research University, Almaty city, 8 Abay Ave., 050010, Kazakhstan

Ussenova Zh.M., «Kazakh National Agrarian Research University», Almaty city

Master of Engineering and Technology

Библиографические ссылки

Harris, S.R., Robinson, C., Steward, K.F., Webb, K.S., Paillot, R., Parkhill J., Holden, M.T.G., Waller, A.S. Genome specialization and decay of the strangles pathogen, Streptococcus equi, is driven by persistent infection [Text] / Genome Research. – 2015. - №25(9). - P. 136 0– 1371. doi: 10.1101/gr.189803.115.

Raimbekov, D.R., Dzhetigenov, E.A., Karypov, K.A. Epizootic features of strangles in the Chui region. Vestnik Kyrgyzskogo natsional'nogo agrarnogo universiteta im. K.I. Skryabina [Text] / Bulletin of the Kyrgyz National Agrarian University named after K.I. Skryabin. – 2016. - №2(38). – P. 48–52.

Bayanzhargal, B., Badmaeva, O.B., Tsydypov, V.Ts. The epizootic aspects of horse infectious diseases in Mongolia. Vestnik Krasnodarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Text] / The Bulletin of Krasnoyarsk State Agrarian Universit. - 2014. - №3. - P. 156–159.

Nearmat-Allah, A.N.F., Damaty, H.M. Strangles in Arabian horses in Egypt: clinical, epidemiological, hematological, and biochemical aspects [Text] / Veterinary World. – 2016. - №9(4). - P. 820–826. doi: 10.14202/vetworld.2016.820-826.

Kim, J.W., Jung, J.Y., Lee, H., Kim, H.Y., Yoon, S.S., So, B.J., Choi, E. A case of streptococcus equi zooepidemicus infection in a thoroughbred horse [Text] / Journal of Comparative Pathology. – 2018. - №158. - P. 137. doi: 10.1016/j.jcpa.2017.10.133.

Libardoni, F., Machado, G., Gressler, L.T., Kowalski, A.P., Diehl, G.H., Santos, L.C., Corbellini, L.G., Vargas, A.C. Prevalence of Streptococcus equi subsp. in horse and associated risk factors in the State of Rio Grande do Sul, Brazil [Text] / Research in Veterinary Science. – 2016. - №104. P. 53–57. doi: org/101016/j. rvsc.2015.11.009.

Boyle, A.G., Timoney, J.R., Newton, J.R. Streptococcus equi Infections in Horses: Guidelines for Treatment, Control, and Prevention of Strangles-Revised Consensus Statement [Text] / Journal of Veterinary Internal Medicine. – 2018. - №32(2). - Р. 633–647.

Neustroev, M.P., Tarabukina, N.P., Petrova, S.G. A way to increase the effectiveness of vaccina tion against infectious abortion in the herd horse breeding Rossiiskaya sel'skokhozyaistvennaya nauka [Text] / Russian Agricultural Sciences. - 2019. - №1. - Р. 55–57. doi: 10.31857/152500-26272019155-57.

Neustroev, M.P., Murashev, A.N., Bondarenko, D.A., Stepanova, A.M., Tarabukina, N.P. Study of toxicity of Sakhabactisubtil in rats. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i embriologii [Text] / Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. - 2017. - №5. - Р. 59–64.

Neustroev, M.P., Murashev, A.N., Bondarenko, D.A., Stepanova, A.M., Tarabukina, N.P. Determination of the maximum tolerated dose of the preparation Sakhabactisubtil in CD-1 mice. Problemy veterinarnoi sanitarii, gigieny i ekologii [Text] / Problems of Veterinary Sanitation, Hygiene and Ecology. – 2020. - №2 (34). – Р.240–244. doi: 10.36871/vet.san. hyg.ecol.202002019.

Ivens, P. A. Molecular characterisation of ‘strangles’ outbreaks in the UK: the use of M-protein typing of Streptococcus equi ssp. equi [Text] / Equine Vet J. – 2011. – Р.43:359–364.

Obaisi, A. I. Streptococcus equi in Equine: Diagnostic and Healthy Performance Impacts [Text] / Journal of Equine Veterinary Science. – 2020. – Vol. 85. - ISSN0737-0806.doi.org/10.1016/j.jevs.2019.102870.

Andrew, S. Waller. New Perspectives for the Diagnosis, Control, Treatment, and Prevention of Strangles in Horses [Text] / Veterinary Clinics of North America: Equine Practice. – 2014. – Vol.- 30. – P. 591-607. - ISSN 0749-0739, ISBN 9780323326865. doi.org/10.1016/j.cveq.2014.08.007.

Gronbaek, L.M. Evaluation of a nested PCR test and bacterial culture of swabs from the nasal passages and from abscesses in relation to diagnosis of Streptococcus equi infection (strangles) [Text] / Equine veterinary journal. – 2006. – Р.59-63.

Dreier, M. Species Primer: a bioinformatics pipeline dedicated to the design of qPCR primers for the quantification of bacterial species [Text] / Peer J. – 2020. doi.org/10.7717/peerj.8544.

Cock, P.J. Biopython: freely available Python tools for computational molecular biology and bioinformatics [Text] / Bioinformatics. – 2009. - №25. - P.1422–1423. doi10.1093/bioinformatics/btp163.

Seemann, T. Prokka: rapid prokaryotic genome annotation [Text] / Bioinformatics. – 2014. - №30. - P.2068–2069. doi10.1093/bioinformatics/btu153.

Page, A.J. Roary: rapid large-scale prokaryote pan genome analysis [Text] / Bioinformatics. - 2015. - №31. - P.3691–3693. doi10.1093/bioinformatics/btv421.

Price M.N. FastTree 2-approximately maximum-likelihood trees for large alignments [Text] / PLOS ONE. – 2010. doi10.1371/journal.pone.0009490.

Löytynoja. A. Phylogeny-aware alignment with PRANK. In: Russell DJ, ed. Multiple sequence alignment methods [Text] / Totowa: Humana Press. – 2014. – Р.155–170.

Tange, O. GNU parallel-the command-line power tool. login: the USENIX [Text] / Magazine. – 2011. - №36. - P.42–47.

Untergasser, A. Primer3-new capabilities and interfaces [Text] / Nucleic Acids Research. – 2012. - 40:e115. doi10.1093/nar/gks596.

Qu, W. MFEprimer-2.0: a fast thermodynamics-based program for checking PCR primer specificity [Text] / Nucleic Acids Research. – 2012. - №40. - P.W205–W208. doi10.1093/nar/gks552.

Shen, Z. MPprimer: a program for reliable multiplex PCR primer design [Text] / BMC Bioinformatics. – 2010. - №11. - P.143. doi10.1186/1471-2105-11-143.

Eyre, D.W. Streptococcus equi subspecies zooepidemicus meningitis-a case report and review of the literature [Text] / Eur J Clin Microbiol Infect. – 2010. – Р.1459–1463. doi.org/10.1007/s10096-010-1037-5.

Schwartz, D. Mycotic Abdominal Aortic Aneurysm Caused by Streptococcus equi [Text] / Cureus. - 2021. - №13(3): e13899. doi:10.7759/cureus.13899.

Webb, K. Detection of Streptococcus equi subspecies equi using a triplex qPCR assay [Text] / Vet J. – 2013. - №195(3):300-4. doi: 10.1016/j.tvjl.2012.07.007.

North, S.E. Development of a real-time PCR to detect Streptococcus equi subspecies equi [Text] / Equine Vet J. – 2014. - №46(1):56-59. doi:10.1111/evj.12088.

Наука и образование

РАЗРАБОТКА И ОПТИМИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ ПЦР В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ДНК STREPTOCOCCUS EQUI