Ứng dụng tin sinh học trong xác định các trình tự gen đặc hiệu cho phát hiện Staphylococcus aureus bằng kỹ thuật real-time PCR
7 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.109.2026.95-103Từ khóa:
Tin sinh học; Real-time PCR; S. aureus; Nuc.Tóm tắt
Staphylococcus aureus là một tác nhân gây bệnh quan trọng liên quan đến nhiều vụ ngộ độc thực phẩm. Khi mật độ vi khuẩn đạt 10⁵ CFU/mL, S. aureus bắt đầu sản sinh enterotoxin – yếu tố chính gây bệnh. Trong khi các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào việc phát hiện độc tố hoặc các chủng kháng kháng sinh, thì các nghiên cứu gần đây đã chứng minh rằng real-time PCR (qPCR) nhắm đến các gen đặc hiệu là một công cụ hiệu quả và chính xác để phát hiện sớm vi khuẩn này, ngay cả ở nồng độ rất thấp trước khi độc tố được tạo ra. Nghiên cứu này nhằm xác định đoạn gen đặc hiệu và phù hợp nhất cho việc phát hiện S. aureus bằng qPCR thông qua đánh giá 6 gen bằng các công cụ tin sinh học (sa442, nuc, femA, mecA, mecC, spA và coa). Các gen và vùng trình tự bảo thủ được phân tích bằng phần mềm Geneious và công cụ BLAST (NCBI) để xác định độ bao phủ và mức độ tương đồng của trình tự gen trên toàn bộ các chủng S. aureus. Kết quả cho thấy vùng DNA bảo thủ của gen nuc (vị trí 210–373) là marker đáng tin cậy nhất. Các cặp mồi và probe được thiết kế từ vùng này cho thấy độ đặc hiệu cao và hiệu suất tối ưu trong phản ứng qPCR. Những kết quả này khẳng định vai trò của tin sinh học trong việc lựa chọn đích gen hiệu quả, hỗ trợ phát triển các công cụ chẩn đoán dựa trên qPCR phục vụ giám sát an toàn thực phẩm.
Tài liệu tham khảo
[1]. Upadhyay N., Nara S., “Lateral flow assay for rapid detection of Staphylococcus aureus enterotoxin A in milk”, Microchem J, vol. 137, pp. 435–442, (2018). DOI: https://doi.org/10.1016/j.microc.2017.12.011
[2]. Cohen M. L., “Changing patterns of infectious disease”, Nature, vol. 406, no. 6797, pp. 762–767, (2000). DOI: https://doi.org/10.1038/35021206
[3]. Murray R. J., “Recognition and management of Staphylococcus aureus toxin-mediated disease”, Intern Med J, vol. 35, suppl. 2, pp. S106–S119, (2005). DOI: https://doi.org/10.1111/j.1444-0903.2005.00984.x
[4]. Scharff R. L., “Economic burden from health losses due to foodborne illness in the United States”, J Food Prot, vol. 75, no. 1, pp. 123–131, (2012). DOI: https://doi.org/10.4315/0362-028X.JFP-11-058
[5]. Schmid D., Fretz R., Winter P., et al., “Outbreak of Staphylococcal food intoxication after consumption of pasteurized milk products, June 2007, Austria”, Wien Klin Wochenschr, vol. 121, no. 3–4, pp. 125–131, (2009). DOI: https://doi.org/10.1007/s00508-008-1132-0
[6]. Quyen D. V. et al., “Isolation and phylogenetic analysis of Staphylococcus aureus strains isolated from meat in traditional markets in Ha Noi”, Acad J Biol, vol. 47, no. 1, pp. 63–74, (2025). DOI: https://doi.org/10.15625/2615-9023/21635
[7]. “Fish and fishery products hazards and controls guidance. Chapter 15: Staphylococcus aureus toxin formation in hydrated batter mixes”.
[8]. Lindsay J. A., Holden M. T. G., “Staphylococcus aureus: superbug, super genome?”, Trends Microbiol, vol. 12, no. 8, pp. 378–385, (2004). DOI: https://doi.org/10.1016/j.tim.2004.06.004
[9]. Yang Y., Su X., Yuan Y., et al., “Detection of Staphylococcus aureus in dairy products by polymerase chain reaction assay”, Agric Sci China, vol. 6, no. 7, pp. 857–862, (2007). DOI: https://doi.org/10.1016/S1671-2927(07)60122-9
[10]. Kobayashi N. et al., “Detection of mecA, femA, and femB genes in clinical strains of staphylococci using polymerase chain reaction”, Epidemiol Infect, vol. 113, no. 2, pp. 259–266, (1994). DOI: https://doi.org/10.1017/S0950268800051682
[11]. Martineau F., Picard F. J., Roy P. H., et al., “Species-specific and ubiquitous-DNA-based assays for rapid identification of Staphylococcus aureus”, J Clin Microbiol, vol. 36, no. 3, pp. 618–623, (1998). DOI: https://doi.org/10.1128/JCM.36.3.618-623.1998
[12]. Ma K., Deng Y., Bai Y., et al., “Rapid and simultaneous detection of Salmonella, Shigella, and Staphylococcus aureus in fresh pork using a multiplex real-time PCR assay based on immunomagnetic separation”, Food Control, vol. 42, pp. 87–93, (2014). DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2014.01.042
[13]. McAdow M., Missiakas D. M., Schneewind O., “Staphylococcus aureus secretes coagulase and von Willebrand factor binding protein to modify the coagulation cascade and establish host infections”, J Innate Immun, vol. 4, no. 2, pp. 141–148, (2012). DOI: https://doi.org/10.1159/000333447
[14]. Khan A. et al., “Molecular analysis of virulent genes (coa and spa) of Staphylococcus aureus involved in natural cases of bovine mastitis”, Pak J Agric Sci, vol. 50, no. 4, pp. 739–743, (2013).
[15]. Wu S., Huang J., Wu Q., et al., “Prevalence and characterization of Staphylococcus aureus isolated from retail vegetables in China”, Front Microbiol, vol. 9, p. 1263, (2018). DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.01263
[16]. Paterson G. K. et al., “Prevalence and characterization of human mecC methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolates in England”, J Antimicrob Chemother, vol. 69, no. 4, pp. 907–910, (2014). DOI: https://doi.org/10.1093/jac/dkt462
[17]. Eita M. et al., “Large outbreak of Staphylococcus aureus and Bacillus cereus caused by ready-to-eat meals in Aomori, Japan”, Open Forum Infect Dis, vol. 12, suppl. 1, ofae631.1494, (2025). DOI: https://doi.org/10.1093/ofid/ofae631.1494
[18]. Montelongo C. et al., “Whole-genome sequencing of Staphylococcus aureus and Staphylococcus haemolyticus clinical isolates from Egypt”, Microbiol Spectr, vol. 10, no. 4, e02413-21, (2022). DOI: https://doi.org/10.1128/spectrum.02413-21
[19]. Wielders C. L. C., Fluit A. C., Brisse S., et al., “mecA gene is widely disseminated in Staphylococcus aureus population”, J Clin Microbiol, vol. 40, no. 11, pp. 3970–3975, (2002). DOI: https://doi.org/10.1128/JCM.40.11.3970-3975.2002
[20]. Ciesielczuk H. et al., “Methicillin-resistant Staphylococcus aureus harboring mecC still eludes us in East London, United Kingdom”, J Clin Microbiol, vol. 57, no. 6, (2019). DOI: https://doi.org/10.1128/JCM.00020-19
