JP6661963B2 - How to detect staphylococci - Google Patents
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Description
本発明は、ブドウ球菌の検出方法及びそのための組成物に関する。 The present invention relates to a method for detecting staphylococci and a composition therefor.
ブドウ球菌とは、ブドウ球菌属(Staphylococcus属)(以下、微生物名を属とその下位分類(種など)とで表す場合は、属名をS.と略記する。)に属するグラム陽性球菌である。特に、黄色ブドウ球菌(S. aureus)、表皮ブドウ球菌(S. epidermidis)はヒトに対して病原性を持つとともに臨床分離される数も多い(非特許文献1)。 Staphylococci are Gram-positive cocci belonging to the genus Staphylococcus (hereinafter, when a microorganism name is represented by a genus and its subclass (species, etc.), the genus name is abbreviated as S.). . In particular, Staphylococcus aureus (S. aureus) and Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis) have pathogenicity to humans and are frequently isolated clinically (Non-Patent Document 1).
さらに、S. aureusやS. epidermidisはメチシリン耐性遺伝子(mecA)などの薬剤耐性遺伝子を持つことで薬剤耐性を示すことが知られている(特許文献1)。したがって、治療薬の選択、感染拡大防止、食中毒予防等を目的として、これらの菌を迅速に検出、分類できる方法が求められている。 Further, S.I. aureus and S. aureus. It is known that epidermidis exhibits drug resistance by having a drug resistance gene such as a methicillin resistance gene (mecA) (Patent Document 1). Therefore, there is a need for a method that can rapidly detect and classify these bacteria for the purpose of selecting a therapeutic agent, preventing the spread of infection, preventing food poisoning, and the like.
核酸同定による複数種のブドウ球菌の検出方法が公知技術として知られているが、従来技術では菌種を分類するために複数のプライマーセットを用意する必要があるため(特許文献2、特許文献4)、操作が複雑であるとともにコストがかかるという問題があった。 A method for detecting a plurality of types of staphylococci by nucleic acid identification is known as a known technology. However, in the conventional technology, it is necessary to prepare a plurality of primer sets in order to classify the species (Patent Documents 2 and 4). ), The operation is complicated and the cost is high.
また、ユニバーサルプライマーを用いて複数種のブドウ球菌を検出する方法もあるが、該手法では電気泳動によるブドウ球菌の種の同定までは困難であった(特許文献3、特許文献4)。該手法で菌種の同定を行うには、さらに検出用プローブを反応系に加える必要があった。 There is also a method of detecting a plurality of types of staphylococci using universal primers, but it has been difficult to identify staphylococcal species by electrophoresis (Patent Documents 3 and 4). In order to identify the bacterial species by this method, it was necessary to further add a detection probe to the reaction system.
本発明は、1つのプライマーセットを使用することで、複数種のブドウ球菌を互いに区別して簡便に検出する方法及びそのための組成物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for easily detecting a plurality of types of staphylococci by distinguishing one from another by using one primer set and a composition therefor.
本発明者らは、鋭意研究の結果、特定の塩基配列を有する1つのプライマーセットを使用した核酸同定により、複数種のブドウ球菌を互いに区別して簡便に検出できることを見出し、本発明を完成させるに至った。即ち、本発明の概要は以下の通りである。 The present inventors have conducted intensive studies and found that multiple types of staphylococci can be easily detected and distinguished from each other by nucleic acid identification using one primer set having a specific base sequence. Reached. That is, the outline of the present invention is as follows.
[項1]
以下の(1)および(2)の工程を含む、試料中の複数種のブドウ球菌を互いに区別して検出する方法。
(1)下記(A)で示されるフォワードプライマーおよび下記(B)で示されるリバースプライマーからなる1つのプライマーセットを用いて核酸増幅を行い増幅産物を得る工程
(A)以下の(A1)から(A4)のいずれかの塩基配列で示されるオリゴヌクレオチド
(A1)配列番号1で示される塩基配列
(A2)配列番号2で示される塩基配列
(A3)配列番号1の最も3’末端側の6塩基の配列を、その一部に含む配列
(A4)配列番号2の最も3’末端側の6塩基の配列を、その一部に含む配列
(B)以下の(B1)から(B4)のいずれかの塩基配列で示されるオリゴヌクレオチド
(B1)配列番号3で示される塩基配列
(B2)配列番号4で示される塩基配列
(B3)配列番号3の最も3’末端側の6塩基の配列を、その一部に含む配列
(B4)配列番号4の最も3’末端側の6塩基の配列を、その一部に含む配列
(2)(1)の工程で得られた増幅産物を検出する工程
[項2]
項1の方法において、工程(2)で増幅産物を長さの差によって互いに区別して検出する方法。
[項3]
項1の方法において、工程(2)で増幅産物を塩基配列の差によって互いに区別して検出する方法。
[項4]
複数種のブドウ球菌が、S. aureusおよびS. epidermidisの2種類のブドウ球菌である項1から項3のいずれかに記載の方法。
[項5]
複数種のブドウ球菌が、S. aureus、S. epidermidisおよびS. capitisの3種類のブドウ球菌である項1から項4のいずれかに記載の方法。
[項6]
1つのプライマーセットが、(A2)または(A4)で示されるフォワードプライマーおよび(B2)または(B4)で示されるリバースプライマーである項1から項5のいずれかに記載の方法。
[項7]
下記(A)で示されるフォワードプライマーおよび下記(B)で示されるリバースプライマーからなるプライマーセット。
(A)以下の(A1)から(A4)のいずれかの塩基配列で示されるオリゴヌクレオチド
(A1)配列番号1で示される塩基配列
(A2)配列番号2で示される塩基配列
(A3)配列番号1の最も3’末端側の6塩基の配列を、その一部に含む配列
(A4)配列番号2の最も3’末端側の6塩基の配列を、その一部に含む配列
(B)以下の(B1)から(B4)のいずれかの塩基配列で示されるオリゴヌクレオチド
(B1)配列番号3で示される塩基配列
(B2)配列番号4で示される塩基配列
(B3)配列番号3の最も3’末端側の6塩基の配列を、その一部に含む配列
(B4)配列番号4の最も3’末端側の6塩基の配列を、その一部に含む配列
[項8]
項7に記載のプライマーセットを含む、試料中の複数種のブドウ球菌を互いに区別して検出するための組成物。
[項9]
項7に記載のプライマーセットを含む、試料中の複数種のブドウ球菌を互いに区別して検出するためのキット。
[Item 1]
A method for distinguishing and detecting plural types of staphylococci in a sample, comprising the following steps (1) and (2):
(1) Step of performing nucleic acid amplification using one primer set consisting of a forward primer represented by the following (A) and a reverse primer represented by the following (B) to obtain an amplification product (A) From the following (A1) to (A1) A4) an oligonucleotide represented by any one of the nucleotide sequences (A1) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 (A2) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 (A3) 6 nucleotides at the 3'-terminal end of SEQ ID NO: 1 (A4) any of (B1) to (B4) below the sequence (B) that partially contains the sequence of the 6 bases at the 3 ′ end of SEQ ID NO: 2 The oligonucleotide (B1) represented by the nucleotide sequence of (B1) The nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 (B2) The nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 4 (B3) Include in some Column (B4) the most 3 'end of the 6 nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, the sequence comprising a part (2) (1) detecting the amplification product obtained in step [section 2]
Item 2. The method according to Item 1, wherein the amplified products are distinguished from each other by a difference in length in the step (2) and detected.
[Item 3]
Item 1. The method according to Item 1, wherein in step (2), the amplification products are detected separately from each other based on a difference in base sequence.
[Item 4]
Multiple species of staphylococci are S. aureus. aureus and S. aureus. Item 4. The method according to any one of Items 1 to 3, which is two kinds of staphylococci of Epidermidis.
[Item 5]
Multiple species of staphylococci are S. aureus. aureus, S.A. epidermidis and S. Item 5. The method according to any one of Items 1 to 4, which is three kinds of S. captis.
[Item 6]
Item 6. The method according to any one of Items 1 to 5, wherein one primer set is a forward primer represented by (A2) or (A4) and a reverse primer represented by (B2) or (B4).
[Item 7]
A primer set comprising a forward primer represented by the following (A) and a reverse primer represented by the following (B).
(A) an oligonucleotide represented by any one of the following nucleotide sequences (A1) to (A4): (A1) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 (A2) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 (A3) SEQ ID NO: Sequence (A4) containing the sequence of the most 3′-terminal 6 bases of No. 1 as a part thereof (A4) Following sequence (B) including the sequence of the most 3′-terminal 6 nucleotides of SEQ ID NO: 2 as a part thereof Oligonucleotide (B1) represented by any one of base sequences (B1) to (B4) (B1) base sequence represented by SEQ ID NO: 3 (B2) base sequence represented by SEQ ID NO: 4 (B3) most 3 ′ of SEQ ID NO: 3 Sequence containing a terminal 6-base sequence as a part thereof (B4) Sequence containing the most 3 ′ terminal 6-base sequence of SEQ ID NO: 4 as a part [Item 8]
Item 9. A composition for detecting a plurality of types of staphylococci in a sample, wherein the composition comprises the primer set according to item 7.
[Item 9]
Item 9. A kit for detecting a plurality of types of staphylococci in a sample by distinguishing each other, comprising the primer set according to item 7.
本発明により、1つのプライマーセットを使用することで複数種のブドウ球菌(例えば、S. aureusおよびS. epidermidis、さらには、前記2種にコアグラーゼ陰性ブドウ球菌属の1つであるS. capitisを加えた3種)を互いに区別して簡便に検出できる方法及びそのための組成物を提供することができた。該方法及び該組成物を使用することで、ブドウ球菌感染症に対する治療薬の選択、感染拡大防止、食中毒予防等に大きく貢献できる。 According to the present invention, by using one primer set, a plurality of types of staphylococci (for example, S. aureus and S. epidermidis, and S. captis, one of the genus of coagulase-negative staphylococci, can be used as the two species). In addition, the present invention has provided a method for easily detecting the three added species separately from each other, and a composition therefor. Use of the method and the composition can greatly contribute to selection of a therapeutic agent for staphylococcal infection, prevention of spread of infection, prevention of food poisoning, and the like.
本発明の実施態様の一つは、以下の(1)および(2)の工程を含む、試料中の複数種のブドウ球菌を互いに区別して検出する方法である。
(1)下記(A)で示されるフォワードプライマーおよび下記(B)で示されるリバースプライマーからなる1つのプライマーセットを用いて核酸増幅を行い増幅産物を得る工程
(A)以下の(A1)から(A4)のいずれかの塩基配列で示されるオリゴヌクレオチド
(A1)配列番号1で示される塩基配列
(A2)配列番号2で示される塩基配列
(A3)配列番号1の最も3’末端側の6塩基の配列を、その一部に含む配列
(A4)配列番号2の最も3’末端側の6塩基の配列を、その一部に含む配列
(B)以下の(B1)から(B4)のいずれかの塩基配列で示されるオリゴヌクレオチド
(B1)配列番号3で示される塩基配列
(B2)配列番号4で示される塩基配列
(B3)配列番号3の最も3’末端側の6塩基の配列を、その一部に含む配列
(B4)配列番号4の最も3’末端側の6塩基の配列を、その一部に含む配列
(2)(1)の工程で得られた増幅産物を検出する工程
One embodiment of the present invention is a method for distinguishing and detecting a plurality of types of staphylococci in a sample, comprising the following steps (1) and (2).
(1) Step of performing nucleic acid amplification using one primer set consisting of a forward primer represented by the following (A) and a reverse primer represented by the following (B) to obtain an amplification product (A) From the following (A1) to (A1) A4) an oligonucleotide represented by any one of the nucleotide sequences (A1) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 (A2) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 (A3) 6 nucleotides at the 3'-terminal end of SEQ ID NO: 1 (A4) any of (B1) to (B4) below the sequence (B) that partially contains the sequence of the 6 bases at the 3 ′ end of SEQ ID NO: 2 The oligonucleotide (B1) represented by the nucleotide sequence of (B1) The nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 (B2) The nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 4 (B3) Include in some Column (B4) the most 3 'end of the 6 nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, detecting the amplification product obtained in the step sequence (2) (1) includes in its part
[検出対象について]
[ブドウ球菌]
本発明の、検出方法の対象となるブドウ球菌は、ブドウ球菌属に属するグラム陽性球菌であれば特に限定されない。例えば、黄色ブドウ球菌(S. aureus)、表皮ブドウ球菌(S. epidermidis)、コアグラーゼ陰性ブドウ球菌の1つであるS. capitisなどが挙げられる。S. capitisは、ヒトの頭皮に多く分布するブドウ球菌であり、ときには心内膜炎や髄膜炎を引き起こすことがある。
[About detection target]
[Staphylococcus]
Staphylococci to be detected in the present invention are not particularly limited as long as they are Gram-positive cocci belonging to the genus Staphylococcus. For example, S. aureus, S. epidermidis, and one of the coagulase-negative staphylococci, S. aureus. captis and the like. S. captis is a staphylococcus that is highly distributed on the human scalp and sometimes causes endocarditis and meningitis.
本発明の方法によれば、複数種のブドウ球菌を互いに区別して検出することができ、その組合せは特に限定されない。例えば、少なくともS. aureusおよびS. epidermidisの2種類のブドウ球菌を含む試料から、その両種を互いに区別して検出することができる。また、少なくとも前記2種にS. capitisを加えた3種類のブドウ球菌を含む試料から、その3種を互いに区別して検出することができる。また、S. aureus、S. epidermidisおよびS. capitisからなる群のうちいずれか1つ以上を含む試料から、前記3種のうちどのブドウ球菌が含まれているかを判別することができる。 According to the method of the present invention, a plurality of types of staphylococci can be detected separately from each other, and the combination thereof is not particularly limited. For example, at least aureus and S. aureus. From a sample containing two types of staphylococci epidermidis, both types can be detected separately from each other. In addition, at least two types of S.p. From a sample containing three types of staphylococci to which capitis is added, the three types can be detected separately from each other. In addition, S.I. aureus, S.A. epidermidis and S. It is possible to determine which staphylococci of the three species are contained from a sample containing at least one of the group consisting of C. captis.
[試料について]
本発明において使用できる測定試料は、生体試料や食品だけでなく、調製した核酸等を用いることができるが、これらに限定されない。
[About sample]
As a measurement sample that can be used in the present invention, not only a biological sample or food but also a prepared nucleic acid or the like can be used, but is not limited thereto.
生体試料としては、特に制限されないが、血液、血液培養液、膿、髄液、胸水、咽頭拭い液、鼻腔拭い液、喀痰、組織切片、皮膚、吐瀉物、糞便、分離培養コロニー、カテーテル洗浄液等が挙げられる。生体試料を測定試料とする場合、各生体試料に応じて、希釈や懸濁などの前処理を行ってもよい。 The biological sample is not particularly limited, but includes blood, blood culture solution, pus, cerebrospinal fluid, pleural effusion, pharyngeal swab, nasal swab, sputum, tissue section, skin, vomit, feces, separated culture colony, catheter washing solution, etc. Is mentioned. When a biological sample is used as a measurement sample, pretreatment such as dilution or suspension may be performed according to each biological sample.
食品としては、水、アルコール飲料、清涼飲料水、加工食品、野菜、畜産物、海産物、卵、乳製品、生肉、生魚、惣菜等が挙げられるが、これらに限定されない。食品を測定試料とする場合、その食品の一部あるいは全部を使用できるだけでなく、食品表面を拭き取ったものも使用できるが、これらに限定されない。また、試料によって細かく破砕する、精製水に懸濁させる等の前処理を行ってもよい。 Foods include, but are not limited to, water, alcoholic beverages, soft drinks, processed foods, vegetables, livestock products, marine products, eggs, dairy products, raw meat, raw fish, side dishes, and the like. When a food is used as a measurement sample, not only a part or all of the food but also a food whose surface is wiped can be used, but the present invention is not limited thereto. In addition, pretreatment such as fine crushing depending on the sample or suspension in purified water may be performed.
また、調理器具やドアノブを拭き取った材料あるいはそれらを洗浄した液も試料として用いることができる。 Further, a material obtained by wiping a cooking utensil or a door knob or a liquid obtained by cleaning the material can also be used as a sample.
調製した核酸とは、各試料から抽出したDNAやRNA、人工合成した核酸等を指すが、これらに限定されない。核酸抽出には、各メーカーから販売されているキットを使用してもよい。 The prepared nucleic acid refers to DNA and RNA extracted from each sample, artificially synthesized nucleic acid, and the like, but is not limited thereto. For nucleic acid extraction, a kit sold by each manufacturer may be used.
試料の採取方法、調製方法等は、特に制限されず、試料の種類、目的に応じて公知の方法を用いることができる。 The method for collecting and preparing the sample is not particularly limited, and a known method can be used depending on the type and purpose of the sample.
[第一の工程(増幅工程)について]
[プライマーセット(の配列)]
本発明の方法の第一の工程においては、1つのプライマーセットを用いて核酸増幅を行い増幅産物を得る。本発明で用いるプライマーセットの態様としては、下記(A)で示されるフォワードプライマーおよび下記(B)で示されるリバースプライマーからなるプライマーセットが挙げられる。
(A)以下の(A1)から(A4)のいずれかの塩基配列で示されるオリゴヌクレオチド
(A1)配列番号1で示される塩基配列
(A2)配列番号2で示される塩基配列
(A3)配列番号1の最も3’末端側の6塩基の配列を、その一部に含む配列
(A4)配列番号2の最も3’末端側の6塩基の配列を、その一部に含む配列
(B)以下の(B1)から(B4)のいずれかの塩基配列で示されるオリゴヌクレオチド
(B1)配列番号3で示される塩基配列
(B2)配列番号4で示される塩基配列
(B3)配列番号3の最も3’末端側の6塩基の配列を、その一部に含む配列
(B4)配列番号4の最も3’末端側の6塩基の配列を、その一部に含む配列
[About the first step (amplification step)]
[Primer set (sequence)]
In the first step of the method of the present invention, nucleic acid amplification is performed using one primer set to obtain an amplification product. As an embodiment of the primer set used in the present invention, a primer set composed of a forward primer represented by the following (A) and a reverse primer represented by the following (B) is exemplified.
(A) an oligonucleotide represented by any one of the following nucleotide sequences (A1) to (A4): (A1) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 (A2) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 (A3) SEQ ID NO: Sequence (A4) containing the sequence of the most 3′-terminal 6 bases of No. 1 as a part thereof (A4) Following sequence (B) including the sequence of the most 3′-terminal 6 nucleotides of SEQ ID NO: 2 as a part thereof Oligonucleotide (B1) represented by any one of base sequences (B1) to (B4) (B1) base sequence represented by SEQ ID NO: 3 (B2) base sequence represented by SEQ ID NO: 4 (B3) most 3 ′ of SEQ ID NO: 3 Sequence containing the terminal 6-base sequence as a part thereof (B4) Sequence containing the most 3 ′ terminal 6-base sequence of SEQ ID NO: 4 as a part thereof
ここで、(A1)(A2)(B1)(B2)の各プライマー、すなわち配列番号1ないし4で表される塩基配列は、S. aureus、S. epidermidisおよびS. capitisのゲノム配列に対してアライメントを行った場合、共通して同一性が高い部分である。 Here, each of the primers (A1), (A2), (B1) and (B2), that is, the base sequences represented by SEQ ID NOs: 1 to 4 are aureus, S.A. epidermidis and S. When alignment is performed with respect to the genome sequence of C. capitis, these regions are commonly highly identical.
図1および図2に、配列番号1ないし4で表される塩基配列と、S. aureus strain FCFHV36,complete genome(GenBank:CP011147.1)、S. epidermidis strain 949_S8 genome(GenBank:CP010942.1)およびS. capitis subsp.capitis strain AYP1020,complete genome(GenBank:CP007601.1)の3種類のブドウ球菌のゲノム配列とのアライメントを示す。 1 and 2 show the nucleotide sequences represented by SEQ ID NOs: 1 to 4; aureus strain FCFHV36, complete genome (GenBank: CP011147.1), S.A. epidermidis strain 949_S8 genome (GenBank: CP010942.1) and S.e. capitis subsp. 3 shows the alignment with the genomic sequences of three types of staphylococci, ie, captis strain AYP1020, complete genome (GenBank: CP007601. 1).
(A3)(A4)(B3)(B4)の各プライマーは、それぞれ、配列番号1ないし4で表される塩基配列の最も3’末端側の6塩基の配列をその一部に含む配列であることを特徴とする。 Each of the primers (A3), (A4), (B3), and (B4) is a sequence containing, as a part thereof, a sequence of 6 nucleotides at the 3′-terminal side of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NOS: 1 to 4. It is characterized by the following.
一般に、特異性の高いプライマーは、3’末端がターゲット配列に対して相補的であることが重要であり、言い換えれば、3’末端が相補的であれば5’末端が相補的でなくとも有効なプライマーとしてはたらくとされている。このことから、本明細書に記載のプライマーも3’末端がゲノム配列に対して相補的な配列を有するように設計することが好ましい。すなわち、本明細書に記載のプライマーは3’末端の塩基配列が特に重要であり、該塩基配列であることで、ブドウ球菌の検出、分類が可能となったと考えられる。 In general, it is important for a highly specific primer that the 3 'end is complementary to the target sequence. In other words, if the 3' end is complementary, it is effective even if the 5 'end is not complementary. It is supposed to work as a good primer. For this reason, it is preferable that the primer described in the present specification is also designed so that the 3 'end has a sequence complementary to the genomic sequence. That is, it is considered that the base sequence of the 3 'end of the primer described in this specification is particularly important, and that the base sequence enables detection and classification of staphylococcus.
したがって、(A3)(A4)(B3)(B4)の各プライマーを使用するときは、配列番号1ないし4で表される塩基配列の最も3’末端側の6塩基の配列を、各プライマーの3’末端側の10塩基の配列の一部に含めることが好ましい。より好ましくは、各プライマーの3’末端側の8塩基の配列の一部に含めることであり、さらに好ましくは、各プライマーの3’末端側の7塩基の配列の一部に含めることであり、最も好ましくは、各プライマーの3’末端側の6塩基の配列に含めることである。 Therefore, when each of the primers (A3), (A4), (B3) and (B4) is used, the sequence of the most 3′-terminal 6 bases of the base sequence represented by SEQ ID NOs: 1 to 4 is used It is preferable to include it in a part of the sequence of 10 bases on the 3 'end side. More preferably, it is included in a part of the sequence of 8 bases at the 3 ′ end of each primer, and even more preferably, it is included as part of the sequence of 7 bases at the 3 ′ end of each primer, Most preferably, it is included in the sequence of 6 bases at the 3 'end of each primer.
また、(A3)(A4)(B3)(B4)の各プライマーの塩基数は、プライマーとして十分に機能する塩基数の範囲であればよい。核酸増幅に使用するプライマーの塩基数は、その核酸増幅法によって異なるが、好ましい上限は50塩基であり、より好ましくは30塩基であり、さらに好ましくは25塩基である。一方、塩基数の好ましい下限は10塩基であり、より好ましくは15塩基である。短いプライマーは十分な特異性が得られないことがあり、長いプライマーは非特異産物の増加、アニーリング効率の低下が発生することがある。 In addition, the number of bases of each of the primers (A3), (A4), (B3), and (B4) may be within the range of the number of bases that sufficiently functions as a primer. The number of bases of the primer used for nucleic acid amplification varies depending on the nucleic acid amplification method, but the preferred upper limit is 50 bases, more preferably 30 bases, and further preferably 25 bases. On the other hand, a preferred lower limit of the number of bases is 10 bases, and more preferably 15 bases. Short primers may not provide sufficient specificity and long primers may increase non-specific products and decrease annealing efficiency.
なお、前記プライマーセットも本願発明の一つの態様である。 The above-mentioned primer set is also one aspect of the present invention.
[増幅に関して、プライマーセット以外について]
核酸増幅は、本発明において請求項に記載の事項以外は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、PCR、リアルタイムPCR、デジタルPCR、定量PCR(qPCR)、LA−PCR(Long and Accurate PCR)、ABC−PCRを含む競合的PCR、In situ PCR、RNA−primered PCR、multiplex PCR、シャトルPCR、PCR/GC−calmp法、Immuno PCR、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応、NASBA法、TMA法、SDA法、LAMP法等が挙げられる。なお、本発明において各方法における増幅反応の条件は特に制限されず、各方法の条件にて行うことができる。
[For amplification, except for primer set]
The nucleic acid amplification is not particularly limited in the present invention except for the matters described in the claims, and a known method can be used. For example, PCR, real-time PCR, digital PCR, quantitative PCR (qPCR), LA-PCR (Long and Accurate PCR), competitive PCR including ABC-PCR, in situ PCR, RNA-primed PCR, multiplex PCR, shuttle PCR, PCR / GC-calmp method, Immuno PCR, reverse transcription polymerase chain reaction, NASBA method, TMA method, SDA method, LAMP method and the like. In the present invention, the conditions for the amplification reaction in each method are not particularly limited, and the amplification reaction can be performed under the conditions of each method.
本発明の組成物には、実施する核酸増幅方法及び検出分類方法に応じていくつかの成分が必要である。一例として、PCRを用いた核酸増幅方法においては、測定試料、DNAポリメラーゼ、プライマー、デオキシリボヌクレオシド三リン酸(dNTPs)、反応バッファー、マグネシウム塩が一般的に必要である。また、目的に応じてUNG(Uracil−N−Glycosylase)、BSA、DMSO、ベタイン、グリセロール、糖類、アミノ酸、ペプチド、アミン、カリウム塩等を添加物として含めてもよいが、本発明においてこれらに限定されない。 The composition of the present invention requires several components depending on the nucleic acid amplification method and detection / classification method to be performed. As an example, a nucleic acid amplification method using PCR generally requires a measurement sample, a DNA polymerase, a primer, deoxyribonucleoside triphosphates (dNTPs), a reaction buffer, and a magnesium salt. Depending on the purpose, UNG (Uracil-N-Glycosylase), BSA, DMSO, betaine, glycerol, saccharides, amino acids, peptides, amines, potassium salts, and the like may be included as additives, but the present invention is not limited thereto. Not done.
核酸増幅方法にPCRを用いる場合、使用するDNAポリメラーゼは特に制限されない。例えば、Taqポリメラーゼ、Tthポリメラーゼ、KODポリメラーゼ、Pfuポリメラーゼ等が挙げられるが、本発明においてこれらに限定されない。また、DNAポリメラーゼは、天然由来酵素だけでなく、人工的にアミノ酸配列を改変した組換え体酵素を使用してもよい。 When PCR is used for the nucleic acid amplification method, the DNA polymerase to be used is not particularly limited. Examples include, but are not limited to, Taq polymerase, Tth polymerase, KOD polymerase, Pfu polymerase, and the like. As the DNA polymerase, not only a naturally occurring enzyme but also a recombinant enzyme having an artificially modified amino acid sequence may be used.
上記の考え方で設計したフォワードプライマー及びリバースプライマーを1つのプライマーセットとして核酸増幅を行うことにより、後述の実施例1で例示するように、S.aureus、S.epidermidis、S.capitisでそれぞれ約280bp、約400bp、約180bpの増幅産物を確認することができる。 By performing nucleic acid amplification using the forward primer and the reverse primer designed according to the above concept as one primer set, as illustrated in Example 1 described below, S. aureus can be used. aureus, S.A. epidermidis, S.P. Capitis can confirm amplification products of about 280 bp, about 400 bp, and about 180 bp, respectively.
[第二の工程(増幅産物を区別して検出する工程)について]
本発明の方法の第二の工程は、前記第一の工程で得られた増幅産物を区別して検出する工程である。
[Second Step (Step of Differentiating and Detecting Amplified Products)]
The second step of the method of the present invention is a step of distinguishing and detecting the amplification product obtained in the first step.
増幅産物を互いに区別して検出する方法は、本発明において請求項に記載の事項以外は特に限定されず、公知の核酸検出方法を用いることができる。例えば、増幅産物を長さの差によって区別する方法や、塩基配列の差によって区別する方法を用いることができる。具体的には、融解曲線解析、電気泳動、DNAプローブ法、インターカレーター法、核酸ハイブリダイゼーション、ノーザンブロッティング、質量分析、DNAシークエンシング、次世代シークエンシング、オートラジオグラフィー等が挙げられるが、本発明ではこれらに限定されない。 In the present invention, the method for distinguishing and detecting the amplification products is not particularly limited except for the matters described in the claims, and a known nucleic acid detection method can be used. For example, a method of distinguishing amplification products by a difference in length or a method of distinguishing by a difference in base sequence can be used. Specific examples include melting curve analysis, electrophoresis, DNA probe method, intercalator method, nucleic acid hybridization, Northern blotting, mass spectrometry, DNA sequencing, next-generation sequencing, autoradiography, etc. However, it is not limited to these.
増幅産物を互いに区別して検出する方法にDNAプローブ法を用いる場合、前記組成物にさらにDNAプローブを加えてもよい。DNAプローブには、Taqman(R)プローブ、FRETプローブ、モレキュラービーコン、スコーピオン、QProbe等が挙げられるが、本発明においてこれらに限定されない。 When the DNA probe method is used as a method for distinguishing and detecting amplification products from each other, a DNA probe may be further added to the composition. DNA probes include, but are not limited to, Taqman® probes, FRET probes, molecular beacons, Scorpions, QProbes, and the like.
なお、リアルタイムPCR、SDA法、LAMP法を採用する場合は、「増幅」と「区別して検出」を同時に実施することが可能である。 When the real-time PCR, the SDA method, and the LAMP method are adopted, “amplification” and “detection by distinction” can be performed simultaneously.
一例として、Taqman(R)プローブを使用したリアルタイムPCRを行う場合、Taqポリメラーゼの濃度は0.001〜1.0U/μL、より好ましくは0.01〜0.1U/μLであり、プライマー濃度は0.01〜10μM、より好ましくは0.1μM〜2μMであり、dNTPs濃度は0.01〜2mM、より好ましくは0.1〜0.5mMであり、反応バッファーのpHは2〜13、より好ましくは4〜10であり、マグネシウム塩濃度は0.1〜10mM、より好ましくは1.0〜5mMであり、Taqman(R)プローブ濃度は、0.01〜1μM、より好ましくは0.02〜0.6μMである。リアルタイムPCRは、公知の条件にて行うことができる。また、Taqman(R)プローブは測定に応じて複数種類加えてもよい。 As an example, when performing real-time PCR using a Taqman® probe, the concentration of Taq polymerase is 0.001 to 1.0 U / μL, more preferably 0.01 to 0.1 U / μL, and the primer concentration is 0.01 to 10 μM, more preferably 0.1 to 2 μM, dNTPs concentration is 0.01 to 2 mM, more preferably 0.1 to 0.5 mM, and the pH of the reaction buffer is 2 to 13, more preferably Is 4 to 10, the magnesium salt concentration is 0.1 to 10 mM, more preferably 1.0 to 5 mM, and the Taqman® probe concentration is 0.01 to 1 μM, more preferably 0.02 to 0 μM. 0.6 μM. Real-time PCR can be performed under known conditions. Further, a plurality of Taqman® probes may be added according to the measurement.
また、1例として、QProbeを用いた融解曲線を行う場合、KODポリメラーゼの濃度は0.001〜1.0U/μL、より好ましくは0.01〜0.1U/μL、プライマー濃度は0.01〜10μM、より好ましくは0.1μM〜8μMであり、dNTPs濃度は0.01〜2mM、より好ましくは0.1〜0.5mMであり、反応バッファーのpHは2〜13、より好ましくは4〜10であり、マグネシウム塩濃度は0.1〜10mM、より好ましくは1.0〜5mMであり、QProbe濃度は、0.01〜2μM、より好ましくは0.1〜0.8μMである。PCRや融解曲線解析は、公知の条件にて行うことができる。また、QProbeは測定に応じて複数種類加えてもよい。 Further, as an example, when performing a melting curve using QProbe, the concentration of KOD polymerase is 0.001 to 1.0 U / μL, more preferably 0.01 to 0.1 U / μL, and the primer concentration is 0.01. 10 μM, more preferably 0.1 μM to 8 μM, the dNTPs concentration is 0.01 to 2 mM, more preferably 0.1 to 0.5 mM, and the pH of the reaction buffer is 2 to 13, more preferably 4 to 10, the magnesium salt concentration is 0.1 to 10 mM, more preferably 1.0 to 5 mM, and the QProbe concentration is 0.01 to 2 μM, more preferably 0.1 to 0.8 μM. PCR and melting curve analysis can be performed under known conditions. Further, a plurality of types of QProbe may be added according to the measurement.
先行技術(特許文献2)は、S.aureusおよびS.epidermidisの2種類のブドウ球菌を検出するために少なくとも2つのプライマーセットを必要とするマルチプレックスアッセイであるのに対して、本発明では、1つのプライマーセットで前記2種類のブドウ球菌を区別して検出できる。さらに、本発明では、1つのプライマーセットで少なくともS.aureus、S.epidermidisおよびS.capitisの3種類のブドウ球菌を区別して検出できることから、本発明を用いることで、より簡便にブドウ球菌を検出、分類することが可能となった。 Prior art (Patent Literature 2) discloses S.S. aureus and S. aureus. In contrast to the multiplex assay which requires at least two primer sets to detect two types of staphylococci of E. epidermidis, the present invention distinguishes between the two types of staphylococci with one primer set. it can. Further, according to the present invention, at least S.p. aureus, S.A. epidermidis and S. The present invention has made it possible to more easily detect and classify staphylococci, since three types of staphylococci can be distinguished and detected.
[複数種のブドウ球菌を互いに区別して検出するための組成物、キット]
本発明の別の態様としては、前記のプライマーセットを含む、試料中の複数種のブドウ球菌を互いに区別して検出するための組成物またはキットが挙げられる。
[Composition and Kit for Differentiating and Detecting Multiple Types of Staphylococci]
Another embodiment of the present invention includes a composition or kit for detecting a plurality of types of staphylococci in a sample by distinguishing each other, comprising the above-mentioned primer set.
本発明の方法を実施するための、あるいは、本発明の組成物またはキットに含まれる組成としては、前記プライマーセット以外は、核酸の増幅・検出に必要な試薬を適宜用いれば特に限定されない。核酸の増幅・検出法としては、前記の種々の方法を用いることができ、これらの方法は既に当該技術分野において確立されている。したがって、公知の方法に従い、前記プライマーセットを用いて、各種試料中の複数種のブドウ球菌を互いに区別して検出することができる。 The composition for carrying out the method of the present invention or contained in the composition or kit of the present invention is not particularly limited as long as reagents necessary for amplification and detection of nucleic acids are appropriately used, other than the primer set. As the nucleic acid amplification / detection method, the various methods described above can be used, and these methods have already been established in the art. Therefore, according to a known method, a plurality of types of staphylococci in various samples can be distinguished from each other and detected using the primer set.
以下に実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to Examples.
実施例1:ブドウ球菌の検出と分類
(1)方法
1つのプライマーセットとして、配列番号2に示すプライマーと配列番号4に示すプライマーを用いてブドウ球菌等の検出、分類を行った。具体的には、該プライマーを使用してBlend Taq(R) −Plus−(東洋紡社)でPCRを行って核酸増幅した後、電気泳動で増幅産物の有無とその大きさを比較した。測定試料は分離培養したコロニー(S.aureus、S.epidermidis、S.capitis、Enterococcus faecalis)を使用した。
(a)反応液の調製
反応液はBlend Taq(R) −Plus−の取扱説明書に従って以下のように調製した。また、測定試料は反応液の1/40容量に相当する量を加えた。
PCR Buffer for Blend Taq 1×
Blend Taq(R) −Plus− 0.025U/μL
プライマー 0.2μM each
dNTPs 0.2mM
(b)PCRサイクル条件
PCRは以下の条件で行った。
94℃ 2分
94℃ 1分 − 55℃ 30秒 − 72℃ 1分30秒 37サイクル
(c)電気泳動
得られた増幅産物を6×Loading Dye(東洋紡社)と混合してアガロース電気泳動を行った。アガロースゲルは3%を使用し、泳動条件は100V 30分、マーカーには100bp DNA Ladder(東洋紡社)を使用した。アガロースゲルをエチジウムブロマイド染色し、UV照射によって増幅産物の有無とその大きさを確認した。
(2)結果
測定結果を図3に示す。S.aureusは約280bp、S.epidermidisは約400bp、S.capitisは約180bpにバンドを確認した。また、ブドウ球菌でないE.faecalisはバンドが確認されなかった。この結果より、1つのプライマーセットを使用してS.aureus、S.epidermidis、S.capitisを検出、分類することができた。また、ブドウ球菌でない菌は検出しないことを確認した。
Example 1 Detection and Classification of Staphylococcus (1) Method Staphylococci and the like were detected and classified using one primer set, the primer shown in SEQ ID NO: 2 and the primer shown in SEQ ID NO: 4. Specifically, after performing PCR using Blend Taq (R) -Plus- (Toyobo Co., Ltd.) using the primers to amplify the nucleic acid, the presence or absence of the amplification product and its size were compared by electrophoresis. As a measurement sample, colonies separated and cultured (S. aureus, S. epidermidis, S. captis, Enterococcus faecalis) were used.
(A) Preparation of reaction solution The reaction solution was prepared as follows according to the instruction manual of Blend Taq (R) -Plus-. Further, the measurement sample was added in an amount corresponding to 1/40 volume of the reaction solution.
PCR Buffer for Blend Taq 1 ×
Blend Taq (R) -Plus- 0.025 U / μL
Primer 0.2μM each
dNTPs 0.2 mM
(B) PCR cycle conditions PCR was performed under the following conditions.
94 ° C. 2 minutes 94 ° C. 1 minute-55 ° C. 30 seconds-72 ° C. 1 minute 30 seconds 37 cycles (c) Electrophoresis The obtained amplification product was mixed with 6 × Loading Dye (Toyobo) and agarose electrophoresis was performed. Was. The agarose gel used was 3%, the electrophoresis conditions were 100 V for 30 minutes, and the marker used was 100 bp DNA Ladder (Toyobo). The agarose gel was stained with ethidium bromide, and the presence and size of amplification products were confirmed by UV irradiation.
(2) Results The measurement results are shown in FIG. S. aureus is about 280 bp, epidermidis is about 400 bp; captis confirmed a band at about 180 bp. E. coli that is not staphylococcal. faecalis did not show any band. From these results, S.p. aureus, S.A. epidermidis, S.P. Captis could be detected and classified. It was also confirmed that bacteria other than staphylococci were not detected.
実施例2:生体試料の測定
(1)方法
1つのプライマーセットとして、配列番号2に示すプライマーと配列番号4に示すプライマーを用いて生体試料の測定を行った。具体的には、該プライマーを使用してBlend Taq(R) −Plus−(東洋紡社)でPCRを行って核酸増幅した後、電気泳動を行うとともにシークエンス解析を行った。生体試料には分離培養したコロニー16種類を使用した。
(a)反応液の調製
反応液はBlend Taq(R) −Plus−の取扱説明書に従って以下のように調製した。また、測定試料は反応液の1/40容量に相当する量を加えた。
PCR Buffer for Blend Taq 1×
Blend Taq(R) −Plus− 0.025U/μL
プライマー 0.2μM each
dNTPs 0.2mM
(b)PCRサイクル条件
PCRは以下の条件で行った。
94℃ 2分
94℃ 1分 − 55℃ 30秒 − 72℃ 1分30秒 37サイクル
(c)電気泳動
得られた増幅産物を6×Loading Dye(東洋紡社)と混合してアガロース電気泳動を行った。アガロースゲルは3%を使用し、泳動条件は100V 30分、マーカーには100bp DNA Ladder(東洋紡社)を使用した。アガロースゲルをエチジウムブロマイド染色し、UV照射によって増幅産物の有無とその大きさを確認した。
(2)結果
電気泳動の結果を図4に示す。約180bp、約280bp、約400bpにバンドを確認した。バンドが見られた試料はシークエンス解析を行った。約280bp、約400bp、約180bpのバンドのシークエンス解析結果を図5、図6、図7にそれぞれ示す。各シークエンスを相同性検索したところ、それぞれS.aureus、S.epidermidis、S.capitisと高い相同性を示した。この結果より、本発明を用いて試料中に含まれるブドウ球菌を同定、検出できることを確認した。
Example 2: Measurement of biological sample (1) Method As one primer set, a biological sample was measured using the primer shown in SEQ ID NO: 2 and the primer shown in SEQ ID NO: 4. Specifically, after performing PCR using Blend Taq (R) -Plus- (Toyobo Co., Ltd.) to amplify the nucleic acid using the primers, electrophoresis was performed and sequence analysis was performed. As the biological sample, 16 types of colonies separated and cultured were used.
(A) Preparation of reaction solution The reaction solution was prepared as follows according to the instruction manual of Blend Taq (R) -Plus-. Further, the measurement sample was added in an amount corresponding to 1/40 volume of the reaction solution.
PCR Buffer for Blend Taq 1 ×
Blend Taq (R) -Plus- 0.025 U / μL
Primer 0.2μM each
dNTPs 0.2 mM
(B) PCR cycle conditions PCR was performed under the following conditions.
94 ° C. 2 minutes 94 ° C. 1 minute-55 ° C. 30 seconds-72 ° C. 1 minute 30 seconds 37 cycles (c) Electrophoresis The obtained amplification product was mixed with 6 × Loading Dye (Toyobo) and agarose electrophoresis was performed. Was. The agarose gel used was 3%, the electrophoresis conditions were 100 V for 30 minutes, and the marker used was 100 bp DNA Ladder (Toyobo). The agarose gel was stained with ethidium bromide, and the presence and size of amplification products were confirmed by UV irradiation.
(2) Results The results of the electrophoresis are shown in FIG. Bands were confirmed at about 180 bp, about 280 bp, and about 400 bp. Samples with bands were subjected to sequence analysis. The results of sequence analysis of the bands of about 280 bp, about 400 bp, and about 180 bp are shown in FIGS. 5, 6, and 7, respectively. When homology search was performed for each sequence, S. aureus, S.A. epidermidis, S.P. capitis and high homology. From these results, it was confirmed that staphylococci contained in the samples could be identified and detected using the present invention.
本発明により、ブドウ球菌を検出するとともに、少なくともS.aureus、S.epidermidis、S.capitisを簡便に分類できる方法及びそのための組成物を提供することができた。該方法及び該組成物を使用することで、ブドウ球菌感染症に対する治療薬の選択、感染拡大防止、食中毒予防等に特に有用であり、研究用途のみならず臨床検査や環境検査、食品検査等にも用いることができる。 According to the present invention, staphylococci are detected and at least S. aureus is detected. aureus, S.A. epidermidis, S.P. Thus, it was possible to provide a method for easily classifying C. captis and a composition therefor. By using the method and the composition, it is particularly useful for selection of a therapeutic agent for staphylococcal infection, prevention of spread of infection, prevention of food poisoning, etc., and not only for research use but also for clinical tests, environmental tests, food tests, etc. Can also be used.
Claims (9)
(1)下記(A2)で示されるフォワードプライマーおよび下記(B2)で示されるリバースプライマーからなる1つのプライマーセットを用いて核酸増幅を行い増幅産物を得る工程:
(A2)配列番号2で示される塩基配列で示されるオリゴヌクレオチド
(B2)配列番号4で示される塩基配列で示されるオリゴヌクレオチド
(2)(1)の工程で得られた増幅産物を検出する工程 The following (1) and comprising the step of (2), S. in a sample aureus and S. aureus. A method for distinguishing and detecting two types of staphylococci of E. epidermidis .
(1) A step of obtaining an amplification product by performing nucleic acid amplification using one primer set consisting of a forward primer represented by the following (A 2 ) and a reverse primer represented by the following (B 2 ) :
(A 2 ) Oligonucleotide represented by base sequence represented by SEQ ID NO: 2 (B 2 ) Detection of amplification product obtained in step of oligonucleotide (2) (1) represented by base sequence represented by SEQ ID NO: 4 Process
(1)下記(A2)で示されるフォワードプライマーおよび下記(B2)で示されるリバースプライマーからなる1つのプライマーセットを用いて核酸増幅を行い増幅産物を得る工程:(1) A step of obtaining an amplification product by performing nucleic acid amplification using one primer set including a forward primer represented by the following (A2) and a reverse primer represented by the following (B2):
(A2)配列番号2で示される塩基配列で示されるオリゴヌクレオチド(A2) an oligonucleotide represented by the base sequence represented by SEQ ID NO: 2
(B2)配列番号4で示される塩基配列で示されるオリゴヌクレオチド(B2) an oligonucleotide represented by the base sequence represented by SEQ ID NO: 4
(2)(1)の工程で得られた増幅産物を検出する工程(2) a step of detecting the amplification product obtained in the step (1)
(A2)配列番号2で示される塩基配列で示されるオリゴヌクレオチド
(B2)配列番号4で示される塩基配列で示されるオリゴヌクレオチド A primer set comprising a forward primer represented by the following (A 2 ) and a reverse primer represented by the following (B 2 ).
(A 2) an oligonucleotide represented by the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2 (B 2) oligonucleotides represented by the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4
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