Mesophilic Crenarchaeota have been known to be predominant among ammonia-oxidizing microorganisms in terrestrial and marine environments. In this study, we determined the archaeal phylotypes carrying specific amoA by combining digital PCR and multiplex-nested PCR. Analysis of samples in which amoA and 16S rRNA gene were amplified showed that amoA gene diversity was relatively higher than that of 16S rRNA gene. Nitrifying archaeal group I.1a was dominant over I.1b group of crenarchaota and euryarchaeota. This approach could be applied for interrelating a functional gene to a specific phylotype in natural environments.
Kim, Dong-Gyun;Ahn, Sun-Hee;Bae, Ju-Yoon;Kong, In-Soo
Journal of Marine Bioscience and Biotechnology
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v.2
no.4
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pp.263-266
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2007
Vibrio vulnificusis a causative agent of serious diseases in humans resulting from the contact of wound with seawater or consumption of raw seafood. Several studies aimed at detecting V. vulnificus have targeted vvh as a representative virulence toxin gene belonging to the bacterium. In this study, we targeted the rpoS gene, a general stress regulator, to detect V. vulnificus. PCR specificity was identified by amplification of 8 V. vulnificus templates and by the loss of a PCR product with 36 non-V. vulnificus strains. The PCR assay had the 273-bp fragment and the sensitivity of 10 pg DNA from V. vulnificus. SYBR Green I-based real-time PCR assay targeting the rpoS gene showed a melting temperature of approximately $84^{\circ}C$ for V. vulnificus strains. The minimum level of detection by real-time PCR was 2 pg of purified genomic DNA, or $10^3$ V. vulnificus cells from pure cultured broth and $10^3$ cells in 1g of oyster tissue homogenates. These data indicate that real-time PCR is a sensitive, species-specific, and rapid method for detecting this bacterium using the rpoS gene in pure cultures and in infected oyster tissues.
Oysters are known to be carriers of food-born diseases, but research on viruses in Korean oysters is scarce despite its importance for public health. We therefore tested oysters cultivated in Goheung, Seosan, Chungmu, and Tongyeong, for viral contamination using cell culture and integrated cell culture PCR (ICC-PCR) with Buffalo green monkey kidney (BGMK) and human lung epithelial (A549) cells. Additional screens via PCR, amplifying viral nucleic acids extracted from oysters supplemented our analysis. Our methods found 23.6 %, 50.9 %, and 89.1 % of all oysters to be positive for adenoviruses when cell culture, ICC-PCR, and direct PCR, respectively, was used to conduct the screen. The same methodology identified enteroviruses in 5.45%, 30.9%, and 10.9% of all cases. Most of the detected enteroviruses (81.3%) were similar to poliovirus type 1; the remainder resembled coxsackievirus type A1. A homology search with the adenoviral sequences revealed similarities to adenovirus subgenera C (type 2, 5, and 6), D (type 44), and F (enteric type 40 and 41). Adenovirus-positive samples were more abundant in A549 cells (47.3%) than in BGMK cells (18.2 %), while the reverse was true for enteroviruses (21.8 % vs. 14.5 %). Our data demonstrate that Korean oysters are heavily contaminated with enteric viruses, which is readily detectable via ICC-PCR using a combination of A549 and BGMK cells.
Mycobacterium leprae detection is difficult even with molecular biological techniques due to the low sensitivity of current methodologies. In this report, real-time PCR targeting the M. leprae-specific repetitive element (RLEP) sequence was developed as a new diagnostic tool and evaluated using clinical specimens. For this, M. leprae DNAs were extracted from skin biopsy specimens from 80 patients and analyzed by real-time PCR using TaqMan probe. Then, the detection efficiency of the real-time PCR was compared with that of standard PCR. In brief, the rate of positive detection by the standard PCR and real-time PCR was 32.50% and 66.25%, respectively. The results seemed to clearly show that the TaqMan real-time PCR developed in this study may be a useful tool for sensitive detection of M. leprae from clinical specimens.
Kang, Soo Ji;Jang, Chan Song;Son, Ji Min;Hong, Kwang Won
Food Science of Animal Resources
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v.41
no.1
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pp.85-94
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2021
A pig-specific real-time PCR assay based on the mitochondrial ND5 gene was developed to detect porcine material in food and other products. To optimize the performance of assay, seven commercial TaqMan master mixes and two real-time PCR platforms (Applied Biosystems StepOnePlus and Bio-rad CFX Connect) were used to evaluate the limit of detection (LOD) as well as the PCR efficiency and specificity. The LODs and PCR efficiencies for the seven master mixes on two platforms were 0.5-5 pg/reaction and 84.96%-108.80%, respectively. Additionally, non-specific amplifications of DNA from other animal samples (human, dog, cow, and chicken) were observed for four master mixes. These results imply that the sensitivity and specificity of a real-time PCR assay may vary depending on master mix and platform used. The best combination of master mix and real-time PCR platform can accurately detect 0.5 pg porcine DNA, with a PCR efficiency of 100.49%.
The development and commercialization of industrial genetically modified (GM) organisms is actively progressing worldwide, highlighting an increased need for improved safety management protocols. We sought to establish an environmental monitoring method, using real-time polymerase chain reaction (PCR) and propidium monoazide (PMA) treatment to develop a quantitative detection protocol for living GM microorganisms. We developed a duplex TaqMan quantitative PCR (qPCR) assay to simultaneously detect the selectable antibiotic gene, ampicillin (AmpR), and the single-copy Escherichia coli taxon-specific gene, D-1-deoxyxylulose 5-phosphate synthase (dxs), using a direct cell suspension culture. We identified viable engineered E. coli cells by performing qPCR on PMA-treated cells. The theoretical cell density (true copy numbers) calculated from mean quantification cycle (Cq) values of PMA-qPCR showed a bias of 7.71% from the colony-forming unit (CFU), which was within ±25% of the acceptance criteria of the European Network of GMO Laboratories (ENGL). PMA-qPCR to detect AmpR and dxs was highly sensitive and was able to detect target genes from a 10,000-fold (10-4) diluted cell suspension, with a limit of detection at 95% confidence (LOD95%) of 134 viable E. coli cells. Compared to DNA-based qPCR methods, the cell suspension direct PMA-qPCR analysis provides reliable results and is a quick and accurate method to monitor living GM E. coli cells that can potentially be released into the environment.
Background : We can diagnose pulmonary tuberculosis with sputum AFB smear and culture, but sputum AFB smear has low sensitivity and culture needs long period, and they are not available in the patients who can not expectorate effectively. Recently developed, PCR is a fast diagnostic tool in tuberculosis, but false positive and false negative are important problems. So, we studied the diagnostic value of bronchoalveolar lavage fluid AFB smear, culture, PCR through the bronchoscopy. Methods : The 67 pulmonary tuberculosis patients and 43 non-pulmonary tuberculosis patients were analyzed with their sputum specimen AFB smear and culture. Also, bronchoscopy and bronchoalveolar lavage were done, and bronchoalveolar lavage fluid AFB smear, culture and PCR were done. Results: 1) In the cases of pulmonary tuberculosis, the sensitivity of sputum AFB smear and culture were 32.8% and 57.4%, respectively. And the sensitivity of bronchoalveolar lavage fluid AFB smear and culture were 47.8% and 80.6%. respectively. 2) In the cases of pulmonary tuberculosis, the sensitivity and the positive predictive value(for predicting a positive culture) of PCR were 80.6% and 81.5%, respectively. 3) In the cases of sputum AFB smear-negative and culture-negative pulmonary tuberculosis, the sensitivity of bronchoalveolar lavage fluid AFB smear, culture, PCR, and the positive predictive value(for predicting a positive culture) of PCR were 23.1%, 100%, 88.5%, and 82.4%, respectively. 4) The specificity of bronchoalveolar lavage fluid PCR was 77.0%. 5) The median number of days between obtaining a specimen and starting therapy was 5 days for sputum AFB smear, 9 days for bronchoalveolar lavage fluid AFB smear, 26 days for bronchoalveolar lavage fluid PCR, 32 days for sputum culture, 56 days for bronchoalveolar lavage fluid culture. Conclusion : The sensitivity of bronchoalveolar lavage fluid AFB smear and culture are higher than sputum AFB smear and culture. So, the bronchoscopy must be considered for evaluating suspected cases of pulmonary tuberculosis in patients from whom smears of expectorated sputum do not reveal mycobacteria or from whom no sputum can be obtained. Especially, combined with PCR, it is expected that pulmonary tuberculosis can be diagnosed more rapidly and more accurately, so bronchoalveolar lavage fluid APB smear and PCR can be helpful in the early treatment of pulmonary tuberculosis.
Lee, Hyoung-Song;Choi, Hye Won;Lim, Chun Kyu;Park, So Yeon;Kim, Jin Young;Koong, Mi Kyoung;Jun, Jin Hyun;Kang, Inn Soo
Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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v.32
no.1
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pp.17-26
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2005
Objective: Preimplantation genetic diagnosis (PGD) is reserved for couples with a risk of transmitting a serious and incurable disease, and hence avoids the undesirable therapeutic abortion. In this study, we evaluated the efficacy of PGD for Duchenne muscular dystrophy (DMD) cases by the fluorescent PCR with polymorphic linked markers and the conventional duplex-nested PCR methods. Methods: Biopsy of one or two blastomeres was done from the embryos fertilized by ICSI on the third day after fertilization. We performed two cases of PGD-DMD by the duplex-nested PCR for the causative mutation loci and the SRY gene on Y chromosome. The triplex fluorescent PCR for the mutation loci, the SRY gene and the polymorphic microsatellite marker on X chromosome was applied for two cases of PGD-DMD. Results: By the duplex-nested PCR, successful diagnosis rate was 95.5% (21/22), but we could not discriminate the female embryos whether normal or carrier in this X-linked recessive disease. However, the triplex fluorescent PCR method showed 100% (27/27) of successful diagnosis rate, and all female embryos (n=17) were distinguished normal (n=10) from carrier (n=7) embryos. Unaffected and normal embryos were transferred into mother's uterus after diagnosis. A healthy normal male was achieved after PGD with the duplex-nested PCR method and a twin, a male and a female, were delivered with triplex fluorescent PCR method. The normality of dystrophin gene was confirmed by amniocentesis and postnatal genetic analysis in all offsprings. Conclusion: The fluorescent PCR with polymorphic marker might be useful in improving the specificity and reliability of PGD for single gene disorders.
The aim of this study was to compare the performance of conventional culture and real-time PCR for detection of Cronobacter spp. in powdered foods. Infant formula, baby food and Misugaru inoculated with Cronobacter were enriched in distilled water as first enrichment step, followed by incubating in Enterobacteriaceae enrichment (EE) broth as second enrichment step. A loopful of enriched sample was streaked onto Druggan-Forsythe-Iversen agar, followed by incubating at $37^{\circ}C$ for 24 h. One milliliter of the enriched distilled water and EE broth were used in real-time PCR assay. No statistical differences were observed in the number of positive samples between culture method and real-time PCR (p>0.05) in all types of food samples. The number of positives of real-time PCR was higher in the first enrichment media (distilled water) than the second enrichment media (EE broth), though there was no significant difference (p>0.05). It appears that some components of the second enrichment broth, EE broth, inhibit the reaction of real-time PCR. These results show that real-time PCR using a single enrichment with distilled water could be useful as an effective screening method for detection of Cronobacter while saving much time and labor compared to conventional culture method.
Kim, Hong-Seok;Chon, Jung-Whan;Kim, Dong-Hyeon;Song, Kwang-Young;Seo, Kun-Ho
Korean Journal of Food Science and Technology
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v.45
no.6
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pp.791-795
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2013
The aim of this study was to compare the performance of a standard culture method and polymerase chain reaction (PCR) for the detection of Staphylococcus aureus (S. aureus) in milk and meat products. Milk, dried infant formula, sausage and ground beef that had been artificially inoculated with S. aureus were enriched in tryptic soy broth. After the enrichment, a loopful was inoculated onto Baird-Parker agar with egg-yolk-tellurite. In parallel, 23S rRNA was amplified by PCR from samples of the enriched broth. Suspected S. aureus colonies grown on selective agars were finally confirmed by a coagulase test and colony PCR. No significant statistical differences were observed between the incidence of S. aureus detected by the culture method and the incidence detected by PCR, in milk or dried infant formula. However, in sausage and ground beef, the number of positives detected by PCR was significantly higher than by the culture method (p<0.05). Our findings suggest that PCR could be an effective screening tool for the detection of S. aureus compared to the standard culture method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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