Выявление маркеров антибиотикоустойчивости микроорганизмов в молоке коровы
Большие вызовы
Агропромышленные и биотехнологии
июль 2024
Агропромышленные и биотехнологии
июль 2024
Партнеры
Описание Наш проект направлен на разработку реакционной смеси для инновационного картриджа, предназначенного для быстрого обнаружения патогенных штаммов бактерий в образцах молока коровы, а также реагентов для обнаружения генов антибиотикоустойчивости в молоке. Такое решение позволит сельскохозяйственным производителям молока эффективно контролировать инфекционные риски и предотвращать использование неподходящих антибиотиков, тем самым способствуя сохранению здоровья животных и качества произведенной продукции. |
Актуальность
Антибиотикоустойчивые бактерии - это большая проблема в современном мире. Они представляют опасность для жизни и здоровья как животных, так и людей.
Патогенные бактерии имеют прямое воздействие на качество продукции, что делает этот вопрос ключевым для продовольственной безопасности как на глобальном, так и на локальном уровне, включая Федеральную территорию Сириус.
Гипотеза
Молоко коров Краснодарского края может содержать ДНК патогенных штаммов микроорганизмов и гены антибиотикоустойчивости
Задачи
Подобрать комплекты праймеров для обнаружения ДНК штаммов (для realtime ПЦР И петлевой изотермической амплификации) микроорганизмов и генов устойчивости к антибиотикам;
Выделить ДНК из образцов молока коровы;
Провести качественный анализ на ДНК патогенных штаммов образцов молока с различных ферм методом изотермической амплификации;
Внедрить LAMP-систему в картридж для быстрого анализа на приборе PCRBOT;
Статистически обработать и проанализировать полученные результаты.
Этапы работы
Проведение анализа образцов молока на содержание ДНК патогенных штаммов бактерий и генов антибиотикоустойчивости
Разработка набора реагентов
для картриджей PCRBOT
для картриджей PCRBOT
Создание картриджей Масти LAMP экспресс PCRBOT для выявления ДНК патогенных штаммов бактерий в молоке
Анализ полученных результатов
Выводы
- 1Разработаны специфические праймеры для обнаружения ДНК патогенных штаммов (для realtime ПЦР и петлевой изотермической амплификации) бактерий и анализа генов устойчивости к антибиотикам.
- 2Успешно проведена процедура выделения ДНК из молока коровы с использованием метода термического лизиса.
- 3Изотермическая амплификация (LAMP) позволила качественно определить патогенные штаммы в образцах молока с высокой чувствительностью и специфичностью.
- 4Внедрена LAMP-система в картридж для быстрых тестов на патогенные микроорганизмы без сложной подготовки образцов, с оптимизированными условиями реакции.
- 5В результате анализа образцов молока было обнаружено, что среди 36 образцов в 52,8% случаев присутствовали патогенные штаммы бактерий, включая E.coli, S.aureus, S.dysgalactiae, S.agalactiae, S.uberis. Кроме того, в 13,9% образцов были обнаружены гены антибиотикоустойчивости, такие как mecA, mecC и blaZ. Эти выводы подчеркивают важность регулярного мониторинга образцов молока и необходимость принятия мер для обеспечения безопасности и качества продукции.
Наша команда
- Кноль Владимирг. Томск
Школа "Перспектива" - Ластовкина Вероникап. Бутурлино, Нижегородская область
Школа №1 - Суркова Ульянаг. Москва
Школа №709 - Румянцева Янаг. Москва
Курчатовская школа - Синицына Аннаг. Томск
Школа "Перспектива" - Зайцева Глафираг. Улан-Удэ
Школа №56
Наши преподаватели
- Середина Татьянаруководитель проекта, ведущий специалист ООО "Биодайв"
- Алексеева Елизаветасотрудник ООО "Биодайв", магистр направления "Генетика и биотехнологии растений" Университета Сириус
- Киселева Аннасотрудник ООО "Биодайв", магистр направления "Генетика и биотехнологии растений" Университета Сириус
- Эсембаева Марьямассистент проекта, магистрант направления "Биоинформатика" Университета Сириус
1) Подбор праймеров для ПЦР в режиме реального времени и LAMP-системы
Наша команда разработала праймеры для выявления патогенных бактерий, которые наиболее часто становятся причиной развития мастита, и распространённых генов антибиотикоустойчивости.
При работе мы использовали различные программы и информационные ресурсы: OligoAnalyzer, SnapGene Viewer и NC.
При работе мы использовали различные программы и информационные ресурсы: OligoAnalyzer, SnapGene Viewer и NC.
2) Выделение ДНК из образцов молока разных хозяйств Краснодарского края
Наша команда выделяла ДНК 36 образцов молока коровы из 3 хозяйства (по 12 образцов). Осуществляли выделение двумя способами:
1. Методом магнитных частиц
2. Термолизис
1. Методом магнитных частиц
2. Термолизис
3) Проведение анализа образцов молока на содержание ДНК патогенных штаммов бактерий и генов антибиотикоустойчивости
Наша команда провела анализ выделенного ДНК с помощью амплификаторa Real time -PCR.
На нахождение следующих микроорганизмов:
- Escherichia coli,
-Staphylococcus aureus, -Streptococcus agalactiae,
-Streptococcus dysgalactiae, -Streptococcus uberis,
+ внутреннийй контроль (Bos taurus)
Гены антибиотикоустойчивости:
- mecA,
- mecC,
- blaZ.
На нахождение следующих микроорганизмов:
- Escherichia coli,
-Staphylococcus aureus, -Streptococcus agalactiae,
-Streptococcus dysgalactiae, -Streptococcus uberis,
+ внутреннийй контроль (Bos taurus)
Гены антибиотикоустойчивости:
- mecA,
- mecC,
- blaZ.
4) Разработка набора реагентов для картриджей PCRBOT
Ранее наша команда разработала 6 комплектов праймеров для проведение анализа. После мы подбирали концентрацию реагентов (ГРС, Bst-полимеразу, праймеры) для оптимальной реакции при разном количестве нужного гена.
5) Создание картриджей Масти LAMP экспресс PCRBOT для выявления ДНК патогенных штаммов бактерий в молоке
После обучения, наша команда отправилась непосредственно на производство партнера проекта "БИОДАЙВ". Пользуясь специальными приборами мы сами создали картридж с ранее разработанными реакционными смесями.
Прошли процессы "раскапывания" –>"заклейки"–>"вырезки"–>"упаковки"
После укомплектовали продукт для клиента.
Прошли процессы "раскапывания" –>"заклейки"–>"вырезки"–>"упаковки"
После укомплектовали продукт для клиента.
6) Анализ полученных результатов
В ходе работы нами были обнаружены патогенные бактерии в образцах молока хозяйств, также результаты были повторно подтвержденыпри анализе на созданных нами картриджей.