همسانه سازي زنجيره سنگين ژن نوروتوكسين باكتري كلاستريديوم بوتولينيوم در باكتري اشريشيا كلي

Cloning of the gene encoding neurotoxin heavy chain of Clostridium botulinum in E. coli

سابقه و هدف: بوتوليسم يك بيماري ناشي از فعاليت نوروتوكسين‌هاي بوتولينوم مي‌باشد كه توسط باكتري كلاستريديوم بوتولينوم توليد شده و در انتقال محرك‌هاي عصبي و عضلاني ايجاد اختلال مي‌نمايد. نوروتوكسين‌هاي اين باكتري از سمي‌ترين مواد شناخته شده هستند به طوري كه با جلوگيري از آزاد شدن استيل كولين در پايانه‌هاي عصبي، موجب فلج كردن عضلات مي‌شوند. اين پژوهش با هدف همسانه سازي زنجيره سنگين ژن نوروتوكسين باكتري كلاستريديوم بوتولينيوم به عنوان كانديداي واكسن ژني در باكتري اشريشيا كلي انجام گرفت. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه، توالي كامل زنجيره سنگين ژن نوروتوكسين باكتري كلاستريديوم بوتولينيوم با استفاده از پرايمرهاي اختصاصي و روش PCR تكثير گرديد. قطعه DNA مربوط به زنجيره سنگين ژن نوروتوكسين به روش T/A Cloning در حامل PCR 8/GW/TOPO كلون و ساختار حاصل به باكتري اشريشيا كلي ترانسفورم گرديد. يافته‌ها: با استفاده از روش PCR همسانه سازي قطعه 2530 جفت بازي مربوط به زنجيره سنگين نوروتوكسين تاييد گرديد. نتايج مرحله بعد نيز نشان دهنده همسانه سازي موفقيت آميز زنجيره سنگين ژن نوروتوكسين باكتري كلاستريديوم بوتولينيوم در باكتري اشريشيا كلي بود. تاييد نهايي سازواره تهيه شده با استفاده از آنزيم‌هاي HindIII و BamHI انجام شد. نتيجه گيري: با توجه به نتايج به دست آمده در اين مطالعه به نظر مي‌رسد كه سازه ژني توليد شده در اين پژوهش مي‌تواند به عنوان واكسن ژني عليه نوروتوكسين بوتولينيوم در تحقيقات آينده مورد استفاده قرار گيرد.

Background and Objectives: Botulism is a food poisoning problem in which the transmission of neuromuscular stimuli is disrupted due to the activity of botulinum neurotoxins (BoNT) produced by Clostridium botulinum. The botulinum neurotoxins are the most known toxic substances that cause flaccid paralysis due to preventing the release of the neurotransmitter acetylcholine at neuromuscular junctions. The aim of this study was cloning the heavy chain (HC) domain of Clostridium botulinum neurotoxin gene in E. coli as a gene vaccine candidate. Materials and Methods: In this study, the heavy chain of neurotoxin of Clostridium botulinum was fully amplified based on PCR and the specific primers. DNA fragment of heavy chain of neurotoxin gene was cloned by T/A cloning technique in PCR 8/GW/TOPO vector and the clone was transformed into E. coli. Results: Cloning of 2530 bp of neurotoxin was confirmed by PCR. The results of next step showed that the heavy chain of Clostridium botulinum neurotoxin was successfully cloned in E. coli . Final confirmation of construct was done by BamHI and HindIII restriction enzymes. Conclusion: According to the results, the amplified gene can be used as a target for gene vaccines against botulism in the future