Tài liệu Tính đa hình đơn nucleotide trong phân đoạn gen mã hóa enzyme cathepsin d aspartic protease của loài giun móc truyền lây ancylostoma ceylanicum: Vietnam J. Agri. Sci. 2019, Vol. 17, No. 3: 196-203 Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam 2019, 17(3): 196-203
www.vnua.edu.vn
196
TÍNH ĐA HÌNH ĐƠN NUCLEOTIDE
TRONG PHÂN ĐOẠN GEN MÃ HĨA ENZYME CATHEPSIN D ASPARTIC PROTEASE
CỦA LỒI GIUN MĨC TRUYỀN LÂY Ancylostoma ceylanicum
Dương Đức Hiếu1*, Bùi Khánh Linh1, Nguyễn Thu Hương2, Lê Đức Vĩnh3,
Nguyễn Thị Hồng Yến1, Nguyễn Thị Hồng Chiên1, Nguyễn Văn Phương1
1Khoa Thú y, Học viện Nơng Nghiệp Việt Nam
2Viện Sốt rét - Ký sinh trùng - Cơn trùng TW
3Đại học Y Dược Phạm Ngọc Thạch
*Tác giả liên hệ: ddhieu@vnua.edu.vn
Ngày nhận bài: 02.04.2019 Ngày chấp nhận đăng: 01.06.2019
TĨM TẮT
Nghiên cứu được tiến hành nhằm xác định sự tồn tại của lồi giun mĩc chĩ truyền lây Ancylostoma ceylanicum
trên người tại Việt Nam, đồng thời phân tích đặc điểm đa hình đơn nucleotide trong phân đoạn gen mã hĩa enzyme
cathepsin D aspartic protease của A.ceylanicum, một trong những loại enzyme thủy phân đĩng vai trị quan trọng
trong vị...
8 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 463 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tính đa hình đơn nucleotide trong phân đoạn gen mã hóa enzyme cathepsin d aspartic protease của loài giun móc truyền lây ancylostoma ceylanicum, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Vietnam J. Agri. Sci. 2019, Vol. 17, No. 3: 196-203 Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam 2019, 17(3): 196-203
www.vnua.edu.vn
196
TÍNH ĐA HÌNH ĐƠN NUCLEOTIDE
TRONG PHÂN ĐOẠN GEN MÃ HĨA ENZYME CATHEPSIN D ASPARTIC PROTEASE
CỦA LỒI GIUN MĨC TRUYỀN LÂY Ancylostoma ceylanicum
Dương Đức Hiếu1*, Bùi Khánh Linh1, Nguyễn Thu Hương2, Lê Đức Vĩnh3,
Nguyễn Thị Hồng Yến1, Nguyễn Thị Hồng Chiên1, Nguyễn Văn Phương1
1Khoa Thú y, Học viện Nơng Nghiệp Việt Nam
2Viện Sốt rét - Ký sinh trùng - Cơn trùng TW
3Đại học Y Dược Phạm Ngọc Thạch
*Tác giả liên hệ: ddhieu@vnua.edu.vn
Ngày nhận bài: 02.04.2019 Ngày chấp nhận đăng: 01.06.2019
TĨM TẮT
Nghiên cứu được tiến hành nhằm xác định sự tồn tại của lồi giun mĩc chĩ truyền lây Ancylostoma ceylanicum
trên người tại Việt Nam, đồng thời phân tích đặc điểm đa hình đơn nucleotide trong phân đoạn gen mã hĩa enzyme
cathepsin D aspartic protease của A.ceylanicum, một trong những loại enzyme thủy phân đĩng vai trị quan trọng
trong vịng đời phát triển của giun mĩc (Williamson et al., 2004). Bằng phương pháp KOD-PCR, sự tồn tại của lồi
giun mĩc chĩ truyền lây Ancylostoma ceylanicum trên người và chĩ tại Việt Nam được khẳng định. Kết quả so sánh
các trình tự phân đoạn gen mã hĩa enzyme cathepsin D aspartic protease của A.ceylanicum cho thấy xuất hiện
nhiều đột biến điểm tại vùng Exon 7, 8, 9. Đặc biệt, 3 đột biến điểm khơng đồng nghĩa (1 điểm đột biến trên vùng
exon 7 và 2 điểm đột biến trên vùng exon 9) được xác định gây ra sự thay đổi về trình tự axitamin của aspartyl
protease. Kết quả nghiên cứu về tính đa hình đơn nucleotide trên vùng gen mục tiêu này của chúng tơi là cơ sở khoa
học cho việc phát triển các loại vacxin phịng bệnh giun mĩc hiệu quả sử dụng kháng nguyên cathepsin D aspartic
protease tái tổ hợp.
Từ khĩa: Ancylostoma ceylanicum, tính đa hình đơn nucleotide, cathepsin D aspartic protease.
Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) in the Gene Segment Coding for Cathepsin D
Aspartic Protease of Zoonotic Hookworm Ancylostoma ceylanicum
ABSTRACT
This study was conducted to determine the presence of the canine zoonotic hookworm species, Ancylostoma
ceylanicum, in humans in Vietnam and to analyze the single nucleotide polymorphism in the gene segment encoding
A. ceylanicum cathepsin D aspartic protease, one of the hydrolytic enzymes with an important role in the life cycle of
hookworm. The existence of Ancylostoma ceylanicum in dogs and humans in Vietnam was confirmed by KOD-PCR.
Comparative analysis of tthe sequences encoding A. ceylanicum cathepsin D aspartic protease revealed, some
mutations in exon 7, 8, and 9. Three SNPs non-synonymous mutations (one from exon 7 and two from exon 9)
caused the changes in amino acid sequences of aspatyl protease. Our results can be considered for futher studies
on the development of effective vaccine against hookworm disease using recombinant cathepsin D aspartic protease
as an antigen.
Keywords: Ancylostoma ceylanicum, single nucleotide polymorphisms, cathepsin D aspartic protease.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Bệnh giun mĩc là một trong những căn
bệnh truyền lây được Tổ chức Y tế thế giới
WHO xếp vào danh mục những căn bệnh bị
lãng quên tại vùng nhiệt đới, ước tính trên 700
triệu người tại các quốc gia đang phát triển bị
nhiễm căn bệnh này (Hotez et al., 2004). Đặc
biệt, Ancylostoma ceylanicum, lồi giun mĩc
chĩ duy nhất cĩ khả năng lây nhiễm và phát
Dương Đức Hiếu, Bùi Khánh Linh, Nguyễn Thu Hương, Lê Đức Vĩnh,
Nguyễn Thị Hồng Yến, Nguyễn Thị Hồng Chiên, Nguyễn Văn Phương
197
triển thành dạng trưởng thành ở cơ thể người,
đã được ghi nhận với tỷ lệ nhiễm cao trên chĩ
và người tại khu vực Đơng Nam Á (Traub et
al., 2008; Ngui et al., 2012a; Ngui et al., 2012b;
Conlan et al., 2012; Inpankaew et al., 2014),
trong đĩ cĩ Việt Nam (Dinh et al., 2015; Duong
et al., 2018). Giun mĩc ký sinh trong ruột vật
chủ, lấy chất dinh dưỡng từ việc hút máu, ly
giải hồng cầu, phân hủy huyết sắc tố
Hemoglobin (Hb) và các loại protein khác bằng
con đường thủy phân protein (Williamson et
al., 2004). Mebendazole và albendazole là
những loại thuốc được sử dụng phổ biến trong
việc tẩy giun. Tuy nhiên, một số nghiên cứu đã
chỉ ra tính kháng thuốc trên nhĩm giun truyền
qua đất, trong đĩ cĩ lồi giun mĩc Necator
americanus, do liên quan đến đột biến điểm di
truyền (Ambrose et al., 2018). Do vậy, việc
phát triển các loại thuốc tẩy giun mới, cũng
như vacxin được coi là cần thiết trong việc
phịng chống căn bệnh này. Cathepsin D
aspartic protease (aspartyl protease) là một
trong những loại enzyme thủy phân đĩng vai
trị quan trọng trong việc phân hủy huyết sắc
tố trong quá trình tiêu hĩa của giun mĩc
trưởng thành (Williamson et al., 2002;
Williamson et al., 2003a), cũng như phân hủy
mơ của vật chủ trong quá trình xâm nhập và di
hành của ấu trùng (Brown et al., 1999;
Williamson et al., 2003b; Jolodar et al., 2004).
Do đĩng vai trị quan trọng trong sự tồn tại và
phát triển của giun mĩc ở cơ thể vật chủ,
aspartyl protease được nhiều nghiên cứu đánh
giá cao về tiềm năng ứng dụng trong việc phát
triển vacxin phịng bệnh giun mĩc (Loukas et
al., 2005). Việc đánh giá tính đa hình đơn
nucleotide (SNPs) là cần thiết, đặc biệt là
những đột biến điểm khơng đồng nghĩa (non-
synonymous SNPs) dẫn đến sự sai khác trong
trình tự axit-amin cĩ thể làm thay đổi cấu
trúc, chức năng của protein và ảnh hưởng tới
hiệu quả của vacxin phịng bệnh. Trong nghiên
cứu bước đầu này, phân đoạn gen (vùng Exon
7- Exon 8- Exon 9) mã hĩa aspartyl protease
của lồi giun mĩc truyền lây A.ceylanicum
được giải trình tự và phân tích tính đa hình
đơn nucleotide.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1. Mẫu và nguồn gốc mẫu
Mẫu phân chĩ thu thập ngẫu nhiên tại các
hộ nuơi chĩ tại Hà Nội và Bắc Ninh được chuyển
về Phịng thí nghiệm Ký sinh trùng - Bộ mơn Ký
sinh trùng, Khoa Thú y, Học viện Nơng Nghiệp
Việt Nam để xét nghiệm. Mẫu ấu trùng giun mĩc
người thu từ các bệnh nhân dương tính với trứng
giun mĩc được cung cấp bởi Viện Sốt rét - Ký
sinh trùng - Cơn trùng TW (NIMPE).
2.2. Phương pháp phù nổi Fullerborn
5 gram mẫu phân chĩ được cho vào cốc sạch
chứa khoảng 50-60 mL dung dịch nước muối
bão hịa, dùng đũa thủy tinh khuấy đều, lọc
dung dịch qua lưới lọc và chuyển dung dịch sang
ống fancol 15 cho đầy, đặt phiến kính lên. Sau
15-20 phút trứng giun sẽ nổi lên bám vào phiến
kính, lấy ra và soi dưới kính hiển vi quang học
(x10) xác định trứng giun mĩc theo khĩa định
danh Bowman, 2009.
2.3. Phương pháp nuơi ấu trùng trên
thạch agar
Khoảng 5 gram mẫu phân chĩ dương tính
với trứng giun mĩc được chuyển lên bề mặt đĩa
thạch agar (2%). Trứng giun mĩc được nuơi
trong tủ ấm 27C và kiểm tra hàng ngày. Sau
khoảng 2-3 ngày nuơi cấy, ấu trùng giun mĩc
được thu và bảo quản trong dung dịch cồn 70.
2.4. Phương pháp tách chiết DNA tổng số
Từng ấu trung giun mĩc riêng rẽ được rửa
sạch bằng dung dịch PBS-Tween20 (0,1%) và
chuyển vào ống Eppendorf chứa dung dịch đệm
lysis gồm Direct PCR Lysis Reagent (Tail)
(VIAGEN Biotech, Canada), 1 M Dithiothreitol
và Proteinase K (QIAGEN, Hà Lan). Ủ hỗn hợp
lysis trong 20 phút ở 60C, 10 phút ở 95C. DNA
tổng số của ấu trùng giun mĩc được bảo quản
trong tủ âm (-20C) đến khi dùng.
2.5. Phương pháp KOD-PCR nhân vùng gen
mt cox1 và phân đoạn gen aspartyl protease
Cặp mồi HPo1: 5`-TTACGTAGAAGGTCAA
TTTCTTTGG-3` và HPo2: 5`- CTACTTAACCTA
Tính đa hình đơn nucleotide trong phân đoạn gen mã hĩa enzyme cathepsin D aspartic protease của lồi giun mĩc
truyền lây Ancylostoma ceylanicum
198
TACTCCGGCCTTC-3` được thiết kế dựa trên
trình tự gen ty thể của A. ceylanicum
AP017674.1 (NCBI) nhằm nhân phân đoạn gen
mt cox1 (983 bp). Phản ứng KOD- PCR được thực
hiện sử dụng KOD Fx Neo polymerase với chu kỳ
nhiệt như sau: 94C trong 2 phút, 35 chu kỳ lặp
lại (94C - 10 giây, 63C - 30 giây, 68C - 1 phút),
68C - 5 phút và giữ sản phẩm ở 4C. Tính đặc
hiệu của phản ứng KOD-PCR được kiểm tra sử
dụng mạch khuơn DNA của các lồi giun mĩc A.
caninum, A. ceylanicum và N. americanus làm
đối chứng. Căn cứ vào trình tự genome của A.
ceylanicum JARK01001578.1 (NCBI), cặp mồi
AceyAP3F: 5`-GGTGTTCGCTTTCTGGCTCA-3`
và AceyAP3R: 5`-GGTCAATACGTAATCTTCAC
CCTTG-3` được thiết kế phủ vùng mã hĩa Exon
7, 8, 9 của aspartyl protease gen. PCR master
mix trong 25 ul phản ứng gồm 12,5 ul dung dịch
đệm 2x KOD Fx PCR, 5 ul 2 mM dNTP, 0,5 ul
KOD Fx Neo polymerase, 0,75 ul 10 uM mồi xuơi
và ngược, 1ul mạch khuơn DNA và nước cất tinh
sạch. Chu trình nhiệt cho phản ứng PCR như
sau: khởi đầu 94C trong 2 phút, 35 chu kỳ lặp
lại (biến tính 98C -10 giây, gắn mồi ở 63C - 30
giây, kéo dài ở 68C - 45 giây), kết thúc kéo dài
68C - 5 phút và giữ sản phẩm ở 4C. Sản phẩm
PCR được kiểm tra bằng phương pháp điện di
trên thạch agarose 1,5% chứa GelRed (Wako,
Nhật Bản) trong 30 phút ở 100V trong dung dịch
đệm 1X TAE.
2.6. Phương pháp TA cloning
Sản phẩm PCR của phản ứng nhân phân
đoạn gen aspartyl protease được tinh sạch bằng
bộ kit QIAquick PCR Purification (QIAGEN, Hà
Lan) và được gắn với plasmid pCR 2.1-TOPO
bằng TOPO TA Cloning kits (Thermo Fisher
Scientific, Mỹ). Sau đĩ, vector tách dịng gen
được biến nạp vào tế bào khả biến E.coli DH5α
bằng phương pháp sốc nhiệt và được nuơi trong
mơi trường SOC trong tủ ấm lắc 37C. Sau 1 giờ
nuơi cấy, tế bào E.coli được cấy chuyển trên bề
mặt thạch LB chứa Amplicilin (50 ug/mL) và
chất chỉ thị màu X-Gal, nuơi trong tủ ấm 37C
trong 12 giờ. Kiểm tra sự phát triển của khuẩn
lạc, chọn lọc các khuẩn dương tính (màu trắng)
và tiến hành phản ứng Colony PCR sử dụng cặp
mồi AceyAP3F và AceyAP3R.
Ghi chú: M: thang chuẩn DNA; giếng 1,2: mẫu ấu trùng giun mĩc từ chĩ; giếng 3,4: mẫu ấu trùng giun mĩc từ người
Hình 1. (A) Tính đặc hiệu của phản ứng KOD-PCR sử dụng cặp mồi HPo1
và HPo2 nhân phân đoạn gen ty thể mt cox1 nhằm sàng lọc lồi giun mĩc A.ceylanicum;
(B) Ảnh điện di sản phẩm PCR nhân phân đoạn gen ty thể mt cox1 của A.ceylanicum
trên gel Agarose 1,5%
Dương Đức Hiếu, Bùi Khánh Linh, Nguyễn Thu Hương, Lê Đức Vĩnh,
Nguyễn Thị Hồng Yến, Nguyễn Thị Hồng Chiên, Nguyễn Văn Phương
199
2.7. Phương pháp Sequencing PCR và giải
trình tự gen
Sản phẩm Colony PCR sau khi tinh sạch
được sử dụng là mạch khuơn cho phản ứng
Sequencing PCR bằng bộ kit BigDye
Terminator v3.1 Cycle Sequencing (Thermo
Fisher Scientific, Mỹ). Chu trình nhiệt của phản
ứng Sequencing PCR như sau: ủ 96C trong 1
phút, 25 chu kỳ lặp lại (biến tính 96C - 10 giây,
gắn mồi ở 50C - 5 giây, kéo dài ở 60C - 4 phút)
và giữ sản phẩm ở 4C. Sản phẩm Sequencing
PCR được tinh sạch bằng hạt từ tính - Magnetic
Bead Agencourt AMPure XP (Beckman Coulter,
Mỹ) và chuyển vào đĩa PCR 96 giếng. Trình tự
gen được giải mã sử dụng phương pháp Sanger
Sequencing bằng hệ thống máy giải trình tự gen
ABI Prism 3100 genetic analyzer (Applied
Biosystems, Mỹ).
2.8. Xử lý số liệu
Tồn bộ kết quả trình tự gen được xử lý,
phân tích và so sánh bằng phần mềm 4Peak và
MEGA7, đồng thời sử dụng hệ thống dữ liệu về
trình tự gen, trình tự protein từ NCBI để tham
khảo.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Tính đặc hiệu của phản ứng KOD-PCR
và kết quả sàng lọc lồi giun mĩc truyền lây
Ancylostoma ceylanicum thu tại Việt Nam
Tính đặc hiệu của phản ứng KOD-PCR
phân biệt lồi giun mĩc truyền lây A.
ceylanicum được kiểm tra bằng các mẫu DNA
đối chứng được tách chiết từ giun mĩc trưởng
thành của các lồi A. caninum, A. ceylanicum và
N. americanus đã được định lồi bằng hình thái
học. Kết quả thể hiện ở hình 1A cho thấy với
mẫu A.ceylanicum chỉ cho 1 dải băng duy nhất
cĩ kích thước như dự đốn ở vị trí 983bp, với
mẫu A.caninum thu được nhiều dải băng khơng
đặc hiệu và khơng cĩ kết quả dương tính nào với
mẫu N. americanus. Như vậy, phản ứng KOD-
PCR sử dụng cặp mồi HPo1 và HPo2 đảm bảo
tính đặc hiệu khi phân loại lồi giun
mĩc A.ceylanicum.
Kết quả phân lập ấu trùng giun mĩc truyền
lây A.ceylanicum từ chĩ và người bằng KOD-
PCR sử dụng cặp mồi đặc hiệu nhân phân đoạn
gen ty thể mt cox1 (983bp) được thể hiện ở hình
1B. Kết quả điện di cho thấy một dải băng sáng
rõ nét duy nhất ở mỗi làn chạy cĩ kích thước
983bp. Như vậy, trong các mẫu ấu trùng giun
mĩc thu được từ chĩ và người, chúng tơi đều
phát hiện sự tồn tại và phân lập thành cơng lồi
giun mĩc chĩ truyền lây A.ceylanicum trên cả 2
vật chủ (người và chĩ).
3.2. Tách dịng gen aspartyl protease của
Ancylostoma ceylanicum bằng vector tách
dịng TA cloning
Với các mẫu DNA tổng số của ấu trùng giun
mĩc A.ceylanicum sau khi định danh bằng phản
ứng KOD-PCR, chúng tơi tiếp tục sử dụng làm
mạch khuơn nhằm nhân phân đoạn gen
aspartic protease mục tiêu cĩ kích thước khoảng
810 bp (Hình 2).
Sau khi tinh sạch, 17 sản phẩm PCR nhân
phân đoạn gen mã hĩa enzyme aspartyl
protease của A.ceylanicum phân lập từ 11 mẫu
ấu trùng giun mĩc từ chĩ và 6 mẫu từ người
được lựa chọn gắn với vector tách dịng TOPO-
TA cloning và biến nạp vào tế bào khả biến
E.coli DH5α. Ít nhất 12 khuẩn lạc dương tính
(màu trắng) của từng mẫu được lựa chọn ngẫu
nhiên (Hình 3A), kiểm tra bằng Colony PCR
(Hình 3B) và tiến hành giải trình tự gen.
3.3. Tính đa hình đơn nucleotide trong
phân đoạn gen mã hĩa enzyme aspartyl
protease của Ancylostoma ceylanicum
Sau khi phân tích kết quả giải trình tự gen
và BLAST trên NCBI, chúng tơi xác định được 22
điểm SNPs trên phân đoạn gen mã hĩa enzyme
aspartyl protease của lồi giun mĩc chĩ truyền
lây A. ceylanicum phân lập tại Việt Nam.
Kết quả ở bảng 1 cho thấy, số lượng SNPs ở
vùng Exon 8 là nhiều nhất, tuy nhiên các đột
biến điểm này đều là đột biến điểm đồng nghĩa
và khơng hề ảnh hưởng tới sự sai khác về trình
tự axit-amin của aspartic protease. Trong khi
đĩ, 3 đột biến điểm (1 SNP tại vùng Exon 7 và 2
Tính đa hình đơn nucleotide trong phân đoạn gen mã hĩa enzyme cathepsin D aspartic protease của lồi giun mĩc
truyền lây Ancylostoma ceylanicum
200
SNPs tại vùng Exon 9) đều dẫn đến sự thay đổi
về axit amin. Cụ thể, codon ACA mã hĩa
Threonine tại vùng Exon 7 chuyển thành bộ ba
ATA mã hĩa Isoleucine (Hình 4). Tại vùng Exon
9, CTC mã hĩa Leucine thành CCC mã hĩa
Proline và CCT mã hĩa Proline chuyển thành
TCT mã hĩa Serine (Hình 5). Tính đa hình đơn
SNPs trên một số vùng gen chức năng khác của
lồi giun mĩc cũng đã được nghiên cứu như
beta-tubulin gen mã hĩa protein beta-tubulin,
một loại protein quan trọng tham gia vào quá
trình phân chia tế bào. Cơ chế của các loại thuốc
tẩy giun phổ biến như albendazole hay
mebendazole là kìm hãm quá trình hình thành
thoi vơ sắc từ beta-tubulin trong thời kỳ phân
bào, do vậy tiêu diệt được giun mĩc (Kwa et al.,
1993; Kwa et al., 1994). Tuy nhiên, các đột biến
điểm ở vị trí F167Y hoặc F200Y trên vùng gen
mã hĩa beta-tubulin trên lồi giun mĩc Necator
americanus được xác định là marker chỉ thị cho
sự kháng thuốc tẩy giun. Sự tồn tại những đột
biến điểm này trong kiểu gen của giun mĩc đã
được ghi nhận ở Ghana (Ambrose et al., 2018),
Bzazil (Furtado et al., 2014) và Kenya (Diawara
et al., 2013). Một nghiên cứu của Barry et al.
(2006) về phân tích tính đa dạng trong kiểu gen
mã hĩa enzyme aspartyl protease của ký sinh
trùng sốt rét Plasmodium falciparum cũng đã
chỉ ra nhiều điểm SNPs trên bề mặt cấu trúc
của protein này và cĩ thể liên quan đến sự thay
đổi vai trị đặc tính của enzyme. Thí nghiệm
trên chuột cho thấy, kháng thể kháng enzyme
aspartyl protease cĩ thể làm giảm 16-26% số
lượng ấu trùng L3 xâm nhập và di hành qua da
chuột (Williamson et al., 2003b). Theo Loukas et
al. (2005), vắc xin chế tạo từ protein aspatyl
protease tái tổ hợp sử dụng thử nghiệm đã làm
giảm số lượng giun mĩc trong ruột chĩ và giảm
số lượng trứng bài thải ra mơi trường so với
nhĩm đối chứng, đồng thời làm giảm mất máu
và các biến đổi bệnh tích ở ruột của chĩ. Tuy
nhiên, những nghiên cứu trong và ngồi nước về
tính đa hình trong kiểu gen cathepsin D
aspartic protease của giun mĩc, về đột biến
điểm liên quan đến sự thay đổi cấu trúc và chức
năng của loại enzyme đĩ, về ảnh hưởng của sự
thay đổi này đến hiệu quả của vắc xin phịng
bệnh cịn rất hạn chế.
Ghi chú: M: thang chuẩn DNA
Hình 2. Ảnh điện di sản phẩm PCR nhân phân đoạn gen mã hĩa enzyme aspartyl protease
của A.ceylanicum trên gel Agarose 1,5%
Bảng 1. Số lượng đột biến điểm (SNPs), đột biến điểm đồng nghĩa
và đột biến điểm khơng đồng nghĩa phát hiện trên vùng Exon 7, Exon 8 và Exon 9
của phân đoạn gen mã hĩa enzyme aspartyl protease của A.ceylanicum
Exon 7 Exon 8 Exon 9
SNPs: 7 11 4
Đột biến điểm đồng nghĩa (synonymous SNPs) 6 11 2
Đột biến điểm khơng đồng nghĩa (non-synonymous SNPs) 1 2
Dương Đức Hiếu, Bùi Khánh Linh, Nguyễn Thu Hương, Lê Đức Vĩnh,
Nguyễn Thị Hồng Yến, Nguyễn Thị Hồng Chiên, Nguyễn Văn Phương
201
Hình 3. Hình ảnh khuẩn lạc của E.coli DH5α sau khi nuơi cấy trên thạch LB chứa
Amplicilin và X-Gal (A) và kết quả Colony PCR (B). M: thang chuẩn DNA
Ghi chú: A - Trình tự phân đoạn gen enzyme aspartyl protease của A. ceylanicum khơng chứa đột biến điểm
tại vùng Exon 7, B - Trình tự phân đoạn gen enzyme aspartyl protease của A. ceylanicum xảy ra đột biến điểm
tại vùng Exon 7
Hình 4. Vị trí đột biến điểm khơng đồng nghĩa tại vùng Exon 7 của phân đoạn gen mã hĩa
enzyme aspartyl protease của A. ceylanicum phân lập tại Việt Nam sau khi so sánh với
trình tự gen (JARK01001578.1; AY181028.1) và protein (AAO22152.1) tham khảo từ NCBI
4. KẾT LUẬN
Trong nghiên cứu này, chúng tơi đã xác
định sự tồn tại của lồi giun mĩc truyền lây A.
ceylanicum trên cả hai đối tượng vật chủ là
người và chĩ ở Việt Nam dựa trên kết quả KOD-
PCR nhân phân đoạn gen ty thể mt cox1. Căn
cứ vào kết quả phân tích trình tự phân đoạn gen
mã hĩa cathepsin D aspartic protease của lồi
A.ceylanicum, một trong những enzyme quan
trọng trong quá trình thủy phân hemoglobulin
và các loại protein trong đường tiêu hĩa của
giun mĩc, tính đa hình đơn nucleotide được
phân tích và xác định được 3 điểm SNPs khơng
đồng nghĩa làm thay đổi trình tự axitamin của
enzyme thủy phân này tại vùng Exon 7 và Exon
9, cụ thể ở các vị trí ACA811ATA Thr265IIE,
CTC1030CCC Leu338Pro và CCT1036TCT
Pro340Ser căn cứ theo trình tự tham khảo
AY181028.1 và AAO22152.1 từ NCBI.
Tính đa hình đơn nucleotide trong phân đoạn gen mã hĩa enzyme cathepsin D aspartic protease của lồi giun mĩc
truyền lây Ancylostoma ceylanicum
202
Ghi chú: A - Trình tự phân đoạn gen enzyme aspartyl protease của A. ceylanicum khơng chứa đột biến điểm
tại vùng Exon 9, B - Trình tự phân đoạn gen enzyme aspartyl protease của A. ceylanicum xảy ra đột biến điểm
tại vùng Exon 9
Hình 5. Các vị trí đột biến điểm khơng đồng nghĩa tại vùng Exon 9 của phân đoạn gen mã
hĩa enzyme aspartyl protease của A. ceylanicum phân lập tại Việt Nam sau khi so sánh với
trình tự gen (JARK01001578.1; AY181028.1) và protein (AAO22152.1) tham khảo từ NCBI
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Ambrose R.O., Josephine E.Q., Peter S., Santosh G.,
Lisa M.H., Fabio P.D., Benjamin E., Adalgisa C.,
Debbie H., Michael D.W. & Michael C. (2018).
Genetic markers of benzimidazole resistance
among human hookworms (Necator americanus)
in Kintampo North Municipality, Ghana. The
American Journal of Tropical Medicine and
Hygiene. https://doi.org/10.4269/ajtmh.18-0727.
Barry A.E., Leliwa-Sytek A., Man K., Kasper J.M.,
Hartl D.L. & Day K.P. (2006). Variable SNP
density in aspartyl-protease genes of the malaria
parasite Plasmodium falciparum. Gene. 376(2):
163-73.
Brown A., Girod N., Billett E.E. & Pritchard D.I.
(1999). Necator americanus (human hookworm)
aspartyl proteinases and digestion of skin
macromolecules during skin penetration. Am J
Trop Med Hyg. 60: 840-847.
Bowman D.D., Georgi J.R. & Saunders. (2009).
Georgis’ Parasitology for Veterinarians. 10th ed.,
Elsevier.
Conlan J.V., Khamlome B., Vongxay K., Elliot A.,
Pallant L., Sripa B., Blacksell S.D., Fenwick S. &
Thompson R.C. (2012). Soil-transmitted
helminthiasis in Laos: a community-wide cross-
sectional study of humans and dogs in a mass drug
administration environment. The American Journal
of Tropical Medicine and Hygiene. 86: 624-34.
Dương Đức Hiếu, Bùi Khánh Linh, Nguyễn Thu Hương, Lê Đức Vĩnh,
Nguyễn Thị Hồng Yến, Nguyễn Thị Hồng Chiên, Nguyễn Văn Phương
203
Diawara A., Halpenny C.M., Churcher T.S.,
Mwandawiro C., Kihara J., Kaplan R.M., Streit
T.G., Idaghdour Y., Scott M.E., Basáđez M.G. &
Prichard R.K. (2013). Association between
response to albendazole treatment and β-tubulin
genotype frequencies in soil-transmitted
helminthes. PLOS Neglected Tropical Diseases.
7(5): 2247.
Dinh N.N., Sze F.H., Van-Anh T.N., Trong V.N., Dien
V.N. & Rebecca J.T. (2015). Re-evaluation of the
species of hookworms infecting dogs in Central
Vietnam. Parasites & Vectors. 8: 401.
Duong D. H., Bui K. L., Nguyen T. H., Tran T. D., Eiji
N., Haruhiko M., Ayako Y. & Nariaki N. (2018).
Phylogenetic relationship between Ancylostoma
ceylanicum populations found in dogs and humans
in Vietnam. Vietnam Journal of Infectious
Diseases. 6: 53.
Furtado L. F., Bello A.C., Dos Santos H.A., Carvalho
M.R., Rabelo E.M. (2014). First identification of
the F200Y SNP in the β-tubulin gene linked to
benzimidazole resistance in Ancylostoma caninum?
Veterinary Parasitology. 206 (3-4): 313-316.
Hotez P.J., Brooker S., Bethony J.M., Bottazzi M.E.,
Loukas A. & Xiao S. (2004). Hookworm infection,
The New England Journal of Medicine. 351: 799-
807.
Inpankaew T., Schar F., Dalsgaard A., Khieu V.,
Chimnoi W., Chhoun C., Sok D., Marti H., Muth
S., Odermatt P. & Traub R.J. (2014). High
prevalence of Ancylostoma ceylanicum hookworm
infections in humans, Cambodia. Emerging
Infectious Diseases. 20: 976-82.
Jolodar A., Fischer P., Buttner D.W., Miller D.J.,
Schmetz C. & Brattig N.W. (2004). Onchocerca
volvulus: expression and immunolocalization of a
nematode cathepsin D-like lysosomal aspartic
protease. Experimental Parasitology. 107: 145-156.
Kwa M.S., Kooyman F.N., Boersema J.H. & Roos
M.H. (1993). Effect of selection for benzimidazole
resistance in Haemonchus contortus on beta-
tubulin isotype 1 and isotype 2 genes Biochemical
and Biophysical Research Communications. 191:
413-419.
Kwa M.S., Veenstra J.G. & Roos M.H. (1994).
Benzimidazole resistance in Haemonchus
contortus is correlated with a conserved mutation
at amino acid 200 in beta-tubulin isotype 1.
Molecular and Biochemical Parasitology.
63:299-303.
Loukas A., Bethony J.M., Mendez S., Fujiwara R.T.,
Goud G.N., Ranjit N., Zhan B., Jones K., Bottazzi
M.E. & Hotez P.J. (2005). Vaccination with
recombinant aspartic hemoglobinase reduces
parasite load and blood loss after hookworm
infection in dogs. PLOS Medicine. 2: 295.
Ngui R., Lim Y.A., Traub R., Mahmud R. & Mistam
M.S. (2012a). Epidemiological and genetic data
supporting the transmission of Ancylostoma
ceylanicum among human and domestic animals.
PLOS Neglected Tropical Diseases. 6: 1522.
Ngui R., Ching L.S., Kai T.T., Roslan M.A., Lim Y.A.
(2012b). Molecular identification of human
hookworm infections in economically
disadvantaged communities in Peninsular
Malaysia. The American Journal of Tropical
Medicine and Hygiene. 86: 837-42.
Traub R.J., Inpankaew T., Sutthikornchai C., Sukthana
Y. & Thompson R.C. (2008). PCR-based
coprodiagnostic tools reveal dogs as reservoirs of
zoonotic ancylostomiasis caused by Ancylostoma
ceylanicum in temple communities in Bangkok.
Veterinary Parasitology. 155: 67-73.
Williamson A.L., Brindley P.J., Abbenante G., Prociv
P., Berry C., Girdwood K., Pritchard D.I., Fairlie
D.P., Hotez P.J., Dalton J.P. & Loukas A. (2002).
Cleavage of hemoglobin by hookworm cathepsin
D aspartic proteases and its potential contribution
to host specificity. The FASEB Journal. 16:1458-
1460.
Williamson A.L., Brindley P.J., Abbenante G., Datu
B.J., Prociv P., Berry C., Girdwood K., Pritchard
D.I, Fairlie D.P., Hotez P.J., Zhan B. & Loukas A.
(2003a). Hookworm aspartic protease, Na-APR-2,
cleaves human hemoglobin and serum proteins in a
host-specific fashionThe Journal of Infectious
Diseases. 187: 484-494.
Williamson A.L., Brindley P.J. & Loukas A. (2003b).
Hookworm cathepsin D aspartic proteases:
contributing roles in the host-specific degradation
of serum proteins and skin macromolecules.
Parasitology. 126: 179-185.
Williamson A. L., Paolo Lecchi, Bejamin E.T,
Youngchol C., Peter J.H., James H.K, Lewwis
C.K., Mohammed S., Charles S.C. & Alex L.
(2004). A multi-enzyme cascade of hemoglobin
proteolysis in the intestine of blood-feeding
hookworms. Journal of Biological Chemistry. 279:
35950-35957.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- tap_chi_so_3_3_4_803_2159941.pdf