Ethics code: IR. IAU. TNB. REC. 1403.135
Siasi E, Daneshvar E, Takbiri L. Study of nheA and cytK Genes Frequency in Bacillus Cereus Isolated from Fresh Rainbow Trout Supplied in Fish Distribution Centers in Tehran: A Laboratory Study. JRUMS 2026; 25 (1) :51-62
URL:
http://journal.rums.ac.ir/article-1-7878-fa.html
سیاسی الهام، دانشور الهه، تکبیری لعیا. بررسی فراوانی ژنهای nheA و cytK در باسیلوس سرئوسهای جدا شده از ماهی قزلآلای تازه عرضه شده در مراکز پخش ماهی تهران: یک مطالعه آزمایشگاهی. مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان. 1405; 25 (1) :51-62
URL: http://journal.rums.ac.ir/article-1-7878-fa.html
گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران، ایران.
متن کامل [PDF 634 kb]
(6 دریافت)
|
چکیده (HTML) (9 مشاهده)
متن کامل: (2 مشاهده)
مقاله پژوهشی
مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان
دوره 25، فروردین 1405، 62-51
بررسی فراوانی ژنهای nheA و cytK در باسیلوس سرئوسهای جدا شده از ماهی قزلآلای تازه عرضه شده در مراکز پخش ماهی تهران: یک مطالعه آزمایشگاهی
الهام سیاسی[1]، الهه دانشور[2]، لعیا تکبیری[3]
دریافت مقاله: 12/08/1404 ارسال مقاله به نویسنده جهت اصلاح: 09/10/1404 دریافت اصلاحیه از نویسنده: 08/01/1405 پذیرش مقاله: 2509/01/1405
چکیده
زمینه و هدف: غذاهای دریایی ارزش غذایی بسیار بالایی دارند و میتوانند بر سلامتی جامعه مؤثر باشند. باسیلوس سرئوس یکی از مهمترین عوامل بیماریزای مسمومیتهای ناشی از غذاهای دریایی است. هدف از پژوهش حاضر تعیین فراوانی ژنهای nheA و cytK در باسیلوس سرئوسهای جدا شده از ماهی قزلآلا بود.
مواد و روشها: در این مطالعه آزمایشگاهی، 30 نمونه ماهی قزلآلای تازه عرضه شده در مراکز پخش ماهی تهران در سال 1403، بهصورت تصادفی جمعآوری و به آزمایشگاه انتقال داده شد. نمونهها در محیط کشت BHI (Brain heart infusion) آگار کشت داده شدند. سپس کشت تککلنیها در محیط کشت اختصاصی MYP (Mannitol egg Yolk Polymyxin) آگار انجام شد و رنگآمیزی گرم، تست کاتالاز و PCR برای ژن 16S rRNA بهمنظور جداسازی و شناسایی باکتری باسیلوس سرئوس انجام گردید. توالییابی ژن 16S rRNA، BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) در سایت NCBI (National Center for Biotechnology Information) آنالیز فیلوژنتیکی این ژن توسط نرمافزار MEGA 6.0 انجام شد و ژنهای بیماریزای (nheA و cytK) در باکتری های جداسازی شده، توسط PCR شناسایی گردید. دادهها با آزمون آماری t مستقل تجزیه و تحلیل شدند.
یافتهها: از 30 نمونه بررسی شده، 2 نمونه (66/6 درصد) باسیلوس سرئوس جداسازی و شناسایی شد و 100 درصد آنها حامل ژنهای بیماریزای nheA و cytK بودند.
نتیجهگیری: مطالعه حاضر نشان داد جلوگیری از آلودگی غذاهای دریایی به باکتری باسیلوس سرئوس ضروری میباشد، زیرا تمامی سویههای جداسازی شده دارای ژنهای حدت بودند. مطالعات بیشتر در این زمینه پیشنهاد میگردد.
واژههای کلیدی: باسیلوس سرئوس، ژنهای nheA و cytK، ماهی قزلآلا
ارجاع: سیاسی ا، دانشور ا، تکبیری ل. بررسی فراوانی ژنهای nheA و cytK در باسیلوس سرئوسهای جدا شده از ماهی قزلآلای تازه عرضه شده در مراکز پخش ماهی تهران: یک مطالعه آزمایشگاهی. سال 1405، دوره 25، شماره 1، صفحات: 62-51.
مقدمه
غذاهای دریایی از نظر خاصیت و ارزش غذایی یکی از بهترین خوراکیها در سراسر جهان محسوب میشوند. غذاهای دریایی ارزش غذایی بسیار بالایی دارند و میتواند اثرات مختلفی بر سلامتی بگذارند. گوشت آبزیان کم چرب و سرشاز از اُمگا 3 و دیگر املاح معدنی است. اما با وجود همه این موارد، بیماریهای منتقل شده از غذا، گروه بزرگی از بیماریهای جهان و یکی از مهمترین مشکلات هر جامعه هستند. مصرف ماهی و میگوی آلوده میتواند باعث ایجاد بیماریهای دستگاه گوارش در انسان شود. پخت نادرست این محصولات، باعث میشود عوامل بیماریزا یا سموم پایدار در برابر حرارت آنها، حتی در صورت پخت کامل، بدون تغییر باقی بمانند که این موارد میتوانند باعث ایجاد بیماری شوند (5-1).
باسیلوس سرئوس ( Bacillus cereus) یکی از مهمترین عوامل بیماریزای مسمومیتهای ناشی از غذاهای دریایی است که قادر به ایجاد مسمومیت غذایی است. باسیلوس سرئوس باکتری گرم مثبت، هوازی اختیاری و از خانواده باسیلاسه است. این باکتری متحرک، از نظر واکنش همولیتیک مثبت، کاتالاز مثبت و مقاوم به پنیسیلین میباشد. دمای مناسب رشد این باکتری 30 تا 35 درجه سانتیگراد است ولی در دمای 48 درجه سانتیگراد و در دمای پایینتر از 7 درجه سانتیگراد نیز قادر به رشد است (9-6). همچنین، قادر به ایجاد سندرم مسمومیت غذایی است. سندرم اسهالی به واسطه همولیزین (HBL) hemolysin BL، انتروتوکسین غیرهمولیتیک (Nhe)none-hemolytic enterotoxin و سیتوتوکسین (Cyt K) cytotoxin K ایجاد میشود (14-10). توکسین غیر همولیتیک Nhe، سمی سیتوتوکسیک است. تقریباً تمام سـویههای باسیلوس سرئوس، توکسین غیر همولیتیک Nhe را تولید میکنند. ژن بیماریزای nheA بهعنوان ژن کد کننده انتروتوکسین غیرهمولیتیک A شناخته میشود. انتروتوکسین غیرهمولیتیک A ماهیت پروتئینی دارد و در غشاء باکتری باسیلوس سرئوس وجود دارد و حداقل از سه جزء تشکیل شده است که همه آنها برای حداکثر فعالیت سیتوتوکسیک مورد نیاز میباشند. این سه جزء پروتئینی توسط 3 ژن nheA، nheB و nheC کد میشوند (19-15).
سیتوتوکسین K در باسیلوس سرئوس به دلیل دارا بودن فعالیت همولیتیک و سیتوتوکسیک، یک فاکتور مهم برای شیوع مسمومیت غذایی است. سیتوتوکسین K، نکروتیک و همولتیک میباشد و برای سلول بسیار سمی است. این سیتوتوکسین در سلولهای اپیتلیال رودهای سمی بوده و همچنین با توانایی تشکیل منافذ در لیپید دولایه غشاءهای این سلول ها، فعالیت انتروتوکسیکی دارد. همچنین، باعث سوراخ شدن لیپید دو لایه و تخریب سلولهای اپیتلیال بعد از ایجاد سوراخ و رها شدن مواد سیال داخل سلول، می شود و مکانیسم عمل آن در ایجاد اسهال از طریق ایجاد سوراخ در غشاء سلولهای اپیتلیال میباشد و تقریبا در ٨٥ درصد از سویههای باسیلوس سـرئوس یافت شده است (22-20).
علاوه بر نقش توکسیک غیر همولیتیک Nhe و سیتوتوکسین K در بیماریزایی باسیلوس سرئوس، بهدلیل پتانسیل این عوامل بیماریزا بهعنوان یک ابزار تشخیصی، برای شناسایی آلودگی محصولات غذایی با باکتری باسیلوس سرئوس مورد اهمیت هستند. مطالعات نشان داده است روشهای مولکولی که حضور ژنهای Nhe و CytK را در نمونههای غذا تشخیص میدهد، میتواند برای تشخیص سریع و حساس محصولات آلوده استفاده شود. به طور کلی، کشف و شناسایی این دو ژن منجر به درک بیشتر عوامل بیماریزای باسیلوس سرئوس شده و بینشهایی را در مورد اهدافی برای تشخیص، پیشگیری و درمان عفونت باسیلوس سرئوس در انسان ارائه کرده است (22-18).
بنابراین، هدف از این تحقیق تعیین فراوانی ژنهای nheA و cytK در باسیلوس سرئوسهای جدا شده از ماهی قزلآلای تازه عرضه شده در مراکز پخش ماهی تهران بهصورت آزمایشگاهی بود.
مواد و روشها
این مطالعه آزمایشگاهی در بازه زمانی تابستان 1403 تا زمستان 1403، با بررسی 30 نمونه ماهی قزلآلای تازه که از مراکز میوه و ترهبار شهر تهران تهیه گردید، انجام شد. ابتدا سوآپ استریل روی بدن هر ماهی کشیده شد و سوآپ داخل لوله آزمایش حاوی 5-3 میلیلیتر سرم فیزیولوژی استریل قرار داده شد. نمونهها به آزمایشگاه منتقل و پس از آن، تمامی مراحل پژوهش در زیر هود لامینار و در شرایط استریل انجام شد. این پژوهش، با مجوز کمیته اخلاق دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال با شماره مجوز IR.IAU.TNB.REC.1403.135 انجام گرفته است.
بهمنظور غنیسازی و گرفتن تک کلنی از باکتریها، از محیط کشت BHI آگار (Brain Heart Infusion Agar) و برای جداسازی باکتری باسیلوس سرئوس، از محیط کشت اختصاصی MYP آگار (Mannitol egg Yolk Polymyxin Agar)، رنگآمیزی گرم، تست کاتالاز و شناسایی مولکولی توسط تکنیک PCR (Polymerase chain reaction) برای بررسی ژن 16sRNA اختصاصی این باکتری، استفاده شد (23).
باکتریها ابتدا غنیسازی شدند و سپس DNA آنها با استفاده از کیت استخراج DNA ژنومی (شرکت Zhinogene، کشور کره) طبق دستورالعمل شرکت سازنده استخراج شد. برای اطمینان از حضور ژنوم و صحت استخراج، نمونههای DNA استخراج شده توسط الکتروفورز افقی روی ژل آگارز ۱ درصد درون بافر TBE (Tris-Borate-EDTA) الکتروفورز شدند. همچنین، با استفاده از دستگاه نانودراپ (مدل Thermo-2000، کشور آمریکا) نسبت جذب نوری 260 به 280 نانومتر برای ژنوم استخراج شده بین 8/1 تا 2 محاسبه گردید (24).
واکنش زنجیرهای پلیمراز برای شناسایی باکتری جدا شده با استفاده از مواد واکنش در حجم نهایی 20 میکرولیتر (جدول 1)، با دستگاه ترموسایکلر (مدل Jena Bioscience، کشور آلمان) با برنامه دمایی و زمانی نشان داده شده در جدول 2، انجام گرفت. پرایمرها توسط نرمافزار Gene Runner 6.5.52 طراحی و توسط شرکت Macrogen کره جنوبی تهیه گردید (جدول 3).
جدول 1- مقادیر مواد مورد استفاده در واکنش PCR به منظور شناسایی باکتری باسیلوس سرئوس در حجم نهایی 20 میکرولیتر
| مقدار (برحسب میکرولیتر) |
غلظت |
مواد |
| 10 |
2X |
Master mix (2X) |
| 1 |
120 ng |
DNA (120ng) |
| 1 |
10 pmol/μl |
پرایمر چپ (10 pmol/μl) |
| 1 |
10 pmol/μl |
پرایمر راست (10 pmol/μl) |
| 7 |
- |
H2O |
| مقدار (برحسب میکرولیتر) |
غلظت |
مواد موجود در Master mix |
| 1 |
50 U |
Taq polymerase (50 U) |
| 2 |
10 mm |
dNTP (10 mm) |
| 5 |
10X |
Buffer (10X) |
| 2 |
50 mm |
MgCl2 (50 mm) |
جدول 2- برنامه دمایی-زمانی PCR به منظور شناسایی باکتری باسیلوس سرئوس
| شماره مرحله |
نام مرحله |
دما (درجه سانتیگراد) |
زمان |
| 1 |
واسرشته شدن اولیه |
95 |
3 دقیقه |
| 35 چرخه |
2 |
واسرشته شدن |
95 |
20 ثانیه |
| 3 |
اتصال پرایمرها |
52 |
20 ثانیه |
| 4 |
طویل شدن |
72 |
20 ثانیه |
| 5 |
طویل شدن نهایی |
72 |
3 دقیقه |
جدول 3- پرایمرهای مورد استفاده در پژوهش به منظور شناسایی باکتری باسیلوس سرئوس
| منبع |
Tm (C°) |
توالی نوکلئوتیدی |
نام ژن |
| طراحی شده در این تحقیق |
52 |
'-AGAGTTTCCTGGCTCAG-3'5 |
پرایمر چپ |
16S rRNA |
| 52 |
'5'-ACGGCTACCTTGTTACGATT-3 |
پرایمر راست |
پس از انجام واکنش زنجیرهای پلیمراز الکتروفورز محصول PCR روی ژل آگارز انجام شد و سپس با دستگاه ژل داک عکسبرداری انجام گرفت. محصول PCR برای تعیین توالی به شرکت Macrogen کره جنوبی ارسال گردید. آنالیز فیلوژنتیکی ژن 16S rRNA توسط نرمافزار MEGA نسخه 0/6 با استفاده از روش حداکثر درستنمایی براساس مدل های 2 پارامتری Kimura انجام شد (25، 23).
بهمنظور شناسایی ژنهای nheA و cytK در باکتری باسیلوس سرئوس جداسازی شده، از تکنیک PCR استفاده شد. مواد مورد استفاده و توالی پرایمرها و برنامه دستگاه PCR به ترتیب در جداول 4، 5 و 6 آورده شده است. پرایمرها با نرمافزار Gene Runner 6.5.52 طراحی شد و توسط شرکت Macrogen کره جنوبی تهیه گردید (26).
جدول 4- مقادیر مواد مورد استفاده در واکنش PCR به منظور شناسایی ژنهای nheA و cytK در حجم نهایی 20 میکرولیتر
| مقدار (برحسب میکرولیتر) |
غلظت |
مواد |
| 10 |
2X |
Master mix (2X) |
| 1 |
120 ng |
DNA (120ng) |
| 1 |
10 pmol/μl |
پرایمر چپ (10 pmol/μl) |
| 1 |
10 pmol/μl |
پرایمر راست (10 pmol/μl) |
| 7 |
- |
H2O |
جدول 5- پرایمرهای مورد استفاده در پژوهش به منظور شناسایی ژنهای nheA و cytK
| منبع |
طول توالی محصول bp |
Tm C° |
توالی نوکلئوتیدی |
نام ژن |
| طراحی شده در این تحقیق |
751 |
59 |
5'-AGGAGGGGCAAACAGAAGTG-3' |
پرایمر چپ |
nheA |
| 59 |
5'-CGAAGAGCTGCTTCTCTCGT-3' |
پرایمر راست |
| طراحی شده در این تحقیق |
478 |
59 |
5'-GGCGCTAGTGCAACATTACG-3' |
پرایمر چپ |
cytK |
| 59 |
5'-TACCCGGAGAGAAACCGCTA-3' |
پرایمر راست |
جدول 6- برنامه دمایی-زمانی PCR به منظور شناسایی ژنهای nheA و cytK
| شماره مرحله |
نام مرحله |
دما (درجه سانتیگراد) |
زمان |
| 1 |
واسرشته شدن اولیه |
95 |
3 دقیقه |
| 35 چرخه |
2 |
واسرشته شدن |
95 |
20 ثانیه |
| 3 |
اتصال پرایمر |
59 |
20 ثانیه |
| 4 |
طویل شدن |
72 |
2 دقیقه |
| 5 |
طویل شدن نهایی |
72 |
3 دقیقه |
پس از انجام واکنش PCR برای دو ژن nheA و cytK محصولات واکنش روی ژل آگارز الکتروفورز شدند و سپس با دستگاه ژل داک عکسبرداری انجام گرفت.
نتایج
برای شناسایی بیوشیمیایی باکتری پس از رنگآمیزی گرم، سلولهای باسیلی گرم مثبت در زنجیرههای کوتاه نشانگر باکتری باسیلوس سرئوس بود. جداسازی باکتریهای باسیلوس سرئوس توسط کشت تک کلنیها و بالا آمدن کلنیهای صورتی رنگ روی محیط کشت MYP آگار مشخص شد. با انجام تست کاتالاز تشکیل حباب بیانگر مثبت بودن این تست در باکتریهای جدا شده و وجود آنزیم کاتالاز در آنها بود.
برای شناسایی مولکولی باکتری، آزمون PCR روی نمونههای جدا شده انجام گردید و پس از الکتروفورز محصول PCR، در دو نمونه (66/6 درصد) باند اختصاصی ژن 16S rRNA مربوط به باکتری باسیلوس سرئوس مشاهده شد. پس از انجام PCR برای ژن 16S rRNA، توسط شرکت Macrogen کره جنوبی توالی یابی انجام شد و پس از آن BLAST در سایت NCBI انجام گرفت که نتایج نشاندهنده تأیید حضور باکتری باسیلوس سرئوس بود. درخت فیلوژنتیکی توسط نرمافزار MEGA 6.0 ترسیم و تفسیر گردید (جدول 7 و شکل 1).
جدول 7- تفسیر درخت فیلوژنتیکی
| نوع نمونه |
شماره دستیابی |
نمونه شناسایی شده |
| Sample 1 |
KJ413087.1 |
Bacillus sp. RO1S-5 |
| Sample 2 |
MN691565.1 |
Bacillus cereus strain NPK1_1_44 |
| SA18 |
MK467583 |
Bacillus cereus strain SA18 |
| B19 |
KY115189 |
Bacillus cereus strain B19 |
| LXJ91 |
MN746180 |
Bacillus cereus strain LXJ91 |
| An27 |
MK560006 |
Bacillus sp. (in: firmicutes) strain An27 |
| K51 |
KU922454 |
Bacillus cereus strain K51 |
| HE8 |
OR594191 |
Bacillus cereus strain HE8 |
| SG1 |
OR453199.1 |
Bacillus cereus strain SG1 |
