Automatyzacja izolacji DNA z materiałów biologicznych

• Autorzy: Staninska J. , Szczepaniak J. , Piotrowska-Cyplik A. , Cyplik P. , Czarny J.

Warianty tytułu

EN

Automation of DNA isolation from biological materials

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Intensywny rozwój nauk biologicznych, zarówno w dziedzinie medycyny, kryminalistyki, jak i szeroko rozumianych badań związanych z biotechnologią, stworzył potrzebę doskonalenia technik analitycznych. Na szczególną uwagę zasługują metody biologii molekularnej bazujące na analizie kwasów nukleinowych, charakteryzujące się wysoką czułością i powtarzalnością. Pozwalają one na precyzyjną identyfikację śladów biologicznych, ocenę zmian w profilach ekspresji genów, a także pełną ewaluację bioróżnorodności nisz środowiskowych. Kluczowym elementem determinującym efektywność przeprowadzanych analiz jest etap pozyskiwania (izolacji) materiału genetycznego. Wyraźnie dostrzega się tendencje rozwoju technologii w kierunku zwiększenia przepustowości oraz dokładności izolacji DNA. Aktualnie możliwe jest pokonanie ograniczeń związanych z metodą manualnej izolacji poprzez zastosowanie gotowych zestawów oraz robotów automatycznych umożliwiających pracę z wieloma setkami prób jednocześnie. Celem badań było przeprowadzenie walidacji wybranych metod izolacji genomowego DNA. Wykorzystano trzy komercyjne zestawy. Dwa z nich, dedykowane platformie automatycznej BioRobot M48 Robotic Workstation (Qiagen), bazowały na zjawisku immobilizacji DNA na złożach z cząstkami paramagnetycznymi: QIAsymphony DNA Investigator Kit (Qiagen) oraz MagAttract® DNA Mini M48 (Qiagen). Trzeci zestaw, Sherlock AX (A&A Biotechnology), przeznaczony był do manualnej izolacji genomowego DNA i wykorzystywał mechanizm adsorbcji kwasów nukleinowych na membranach jonowymiennych połączonej ze strącaniem DNA izopropanolem. Ocenie poddano wykrywalność, powtarzalność, i odtwarzalność. Wyniki wskazują, że wszystkie analizowane metody pozwalają na izolację materiału genetycznego o wysokich standardach, który może być wykorzystany w dalszych procedurach badań molekularnych.

EN

The intensive development of biological sciences, both in the field of medicine and broadly defined biotechnology, created the need to improve the analytical techniques. Molecular biology methods based on the analysis of nucleic acids with high sensitivity and reproducibility deserve special attention. They facilitate precise identification of biological traces, assessing changes in gene expression profiles and complete evaluation of environmental niches biodiversity. The main factor determining effectiveness of analysis is a stage of genetic material isolation. There is a clear trend to increase the capacity and accuracy of DNA isolation. Currently it is possible to overcome the limitations associated with manual isolation techniques. Using of kits and automated robots facilitates working with hundreds of samples simultaneously. The aim of the study was to validate the selected genomic DNA isolation methods. Three commercial kits were used. Two of them, which are dedicated to the automatic platform BioRobot M48 Robotic Workstation (Qiagen), are based on the DNA adsorption on silica beads convenient handling of magnetic particles: QIAsymphony Investigator DNA Kit (Qiagen) and MagAttract® DNA Mini M48 (Qiagen). A third kit Sherlock AX (A&A Biotechnology) for manual isolation of genomic DNA are based on the mechanism of nucleic acin adsorption on ion exchange beads combined with the isopropanol precipitation of DNA. The determination limit, reproducibility and repeatability were evaluated. The results indicate that all of the analysed methods allow the isolation of high-quality genetic material, which can be used in subsequent molecular testing procedures.

Słowa kluczowe

PL

izolacja DNA; automatyzacja

EN

DNA isolation; automation

• Wydawca: Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Aparatury Badawczej i Dydaktycznej, COBRABiD sp. z.o.o
• Czasopismo: Aparatura Badawcza i Dydaktyczna
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 20, nr 2
• Strony: 110--121
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Staninska J.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Poznań, Polska

autor

Szczepaniak J.

• Instytut Technologii Żywności Pochodzenia Roślinnego, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Poznań, Polska

autor

Piotrowska-Cyplik A.

• Instytut Technologii Żywności Pochodzenia Roślinnego, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Poznań, Polska

autor

Cyplik P.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Poznań, Polska

autor

Czarny J.

• Instytut Genetyki Sądowej, Bydgoszcz, Bydgoszcz, Polska

Bibliografia

• [1] Gabryelska M., Szymański M., Barciszewski J., DNA – cząsteczka, która zmieniła naukę. Krótka historia odkryć, Nauka, 2(2009), 111-134.
• [2] Gabryelczyk P., Zastosowanie aparatu NucliSens easyMag do automatycznej izolacji kwasów nukleinowych w diagnostyce medycznej, J Trasf Med, 3(2010), 1-8.
• [3] Dębska M., Drabik J., Porównanie efektywności różnych metod izolacji genomowego DNA ze śladów biologicznych, Probl Krym, 264(2009), 11-25.
• [4] Małodobra M., Jonkisz A., Kowalczyk E., Lebioda A., Bartnik B., Świątek B., Wydajność trzech komercyjnych zestawów do izolacji DNA i RNA ze zróżnicowanego materiału klinicznego i dowodowego przy użyciu automatycznej stacji Janus, Arch Med Sąd Kryminol, 61(2011), 51-57.
• [5] Pepiński W., Niemcunowicz-Janica A., Skawrońska M., Koc-Żórawska E., Janica J., Sołtyszewski I., Berent J., Polimorfizm wybranych loci mikrosatelitarnych wśród ludności Polski północno-wschodniej w aspektach zróżnicowania etnicznego i przydatności w badaniach medyczno-sądowych, Rocz PAM, 53(2007), 71-75.
• [6] Spas A., Zbieć-Piekarska R., Wewnętrzna walidacja metody kwantyfikacji DNA z wykorzystaniem zestawu Quantifiler® Human DNA Quantification Kit i aparatu 7500 Real-Time PCR System wraz z oprogramowaniem Hid Real-Time PCR Analysis Software V. 1.1 w Zakładzie Biologii Centralnego Laboratorium Kryminalistycznego Policji, Probl Krym, 284(2014), 1-11.
• [7] Grody W., Nakamura R., Kiechle F., Strom Ch., Molecular Diagnostics: Techniques and Applications for the Clinical Laboratory, Boston, Academic Press, 2010, 38-40.
• [8] Berensmeier S., Magnetic particles for the separation and purification of nucleic acids, Appl Microbiol Biotechnol, 73(2006), 495-504.
• [9] Shiyang P., Bing G., Hong W., Zihe W., Peng W., Hao P., Weiping X., Dan Ch., Genyan L., Comparison of four DNA extraction methods for detecting Mycobacterium tuberculosis by real time PCR and its clinical application in pulmonary tuberculosis, J Thorac Dis, 5(2013), 251-257.