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3.7 Métodos

3.7.25 Técnica de Seqüenciamento do DNA Plasmidial

Extração de DNA plasmidial em larga escala

A extração do DNA plasmidial em larga escala foi realizada conforme técnica de lise alcalina descrita por Sambrook et al. (1989).

Purificação do DNA plasmidial

A purificação do DNA plasmidial foi realizada conforme técnica descrita por Sambrook et al. (1989).

Após a extração em larga escala do plasmídio a ser seqüenciado, este foi submetido a uma corrida eletroforética utilizando gel de agarose low-melting point e tampão de corrida TAE 1X. Após duas horas de corrida a 80 V, o gel foi corado em uma solução contendo brometo de etídio e, a seguir, o fragmento de agarose contendo o DNA de interesse foi cortado o mais fino possível para ser então submetido ao tratamento com a enzima β-agarase.

Tratamento do fragmento de agarose com a enzima β-agarase

A purificação do DNA plasmidial foi feita com o “kit” contendo a enzima β-

agarase e o tampão 10X concentrado (100 mM Bis-Tris-HCl, pH 6,5 e 100 mM EDTA) (Amersham Bioscience).

O fragmento de agarose contendo o DNA plasmidial foi equilibrado com 2 volumes do tampão 1X por 20 minutos. A seguir, o tampão foi descartado e o fragmento de agarose/DNA incubado a 70º C por 10 minutos para derreter a agarose. Após total dissolução da agarose, esta foi resfriada a 40º C e um volume do tampão 1X e uma

unidade de agarase foram adicionados para cada 200 µL de agarose. Após uma hora a

40º C, o material foi centrifugado por 5 minutos a 12000 rpm e o sobrenadante transferido para outro tubo, onde foram adicionados 200 mM de NaCl e 2,5 volumes de etanol

absoluto a -20°C. O tubo foi mantido durante 18 horas a 4ºC sendo, em seguida, centrifugado durante 4 minutos a 12000 rpm para recuperação do DNA plasmidial. Este foi ressuspendido em água deionizada esterilizada para ser posteriormente utilizado na técnica de Nebulização.

Fragmentação Randômica do DNA por Nebulização

A fragmentação randômica do DNA por nebulização seguiu a metodologia descrita por Birren et al. (1997).

Assepsia do Nebulizador

O nebulizador utilizado foi um nebulizador hospitalar convencional. Antes do uso, a câmara de nebulização foi submetida a uma assepsia que consiste nos seguintes passos:

• Várias lavagens (10X) com água deionizada esterilizada

• Manter a câmara durante 5 minutos submersa em água sanitária

comercial (3% de hipoclorito de sódio)

• Várias lavagens com água deionizada esterilizada

• Manter a câmara durante 5 minutos submersa em etanol 70%

• Secagem em estufa a 50°C

Nebulização

Em um tubo Falcon de 15 mL foi realizada a nebulização do DNA plasmidial de acordo com a tabela abaixo:

Tabela VI: Soluções utilizadas na nebulização do DNA plasmidial.

DNA/Soluções Concentrações utilizadas

DNA plasmidial 25 µg 1M Tris HCl pH 8,0 100 µL (50 mM) 1M MgCl2 30 µL (15 mM) Glicerol 50% 1 mL (25%) Água Milli-Q q.s.p. 2 mL

A solução foi, então, transferida para a câmara do nebulizador, a qual se encontrava em um béquer de plástico com um orifício no fundo por onde passa a mangueira para a entrada de gás, sendo que entre as paredes do béquer e o nebulizador

havia gelo em escamas. A mangueira do nebulizador foi conectada ao cilindro de N2

contendo um manômetro previamente regulado para a presão de 3,0 Kgf/cm2.

Após a nebulização, por 20 segundos, o nebulizador foi centrifugado a 1000rpm,

4°C, por 1 minuto, no rotor S4180 da centrífuga refrigerada de mesa modelo GS-15R

(Beckman) para coletar todo o material no fundo do nebulizador. O volume foi dividido em 4 tubos eppendorf.

Precipitação

A cada tubo foram adicionados 0,1 volumes de acetato de sódio 3M, pH 5,2 e 2,5 volumes de etanol absoluto para precipitação dos fragmentos de DNA (em gelo seco a

-80°C). Após centrifugação, a 14000 rpm por 30 minutos a 4oC, o sobrenadante foi

14000 rpm por 15 minutos a 4oC. O sobrenadante foi descartado e o precipitado seco a

vácuo (Speed Vac). A cada tubo foram adicionados 22 µL de 10 mM Tris-HCl pH 8,0 e

0,1 mM EDTA pH 8,0 (TE 10:0,1). O volume dos dois tubos foi misturado e uma

alíquota de 2,0 µL aplicado em gel de agarose 0,8% para verificar o tamanho dos

fragmentos presentes. Em seguida, foram adicionados 2,0 µL de água deionizada no tubo para não alterar o volume de 44 µL.

A etapas descritas a seguir foram realizadas como descrito no manual de instruções do TOPO Shotgun Subcloning “kit”.

Reparo das Extremidades dos Fragmentos

A fragmentação randômica do DNA por nebulização produz fragmentos com extremidades 5' protuberante, 3' protuberante ou extremidades abruptas. Para reparar as extremidades dos fragmentos o DNA plasmidial nebulizado foi dividido em dois tubos contendo 44 µL de DNA dissolvido em água deionizada esterilizada e a cada tubo foram adicionados reagentes como descrito a seguir:

Fragmentos de DNA...18 µL Água deionizada...…17 µL 10 X Blunting Buffer...5 µL BSA (1 mg/mL)...1 µL dNTP mix (250 µM)……...…....5 µL T4 DNA polimerase...2 µL

Klenow DNA polimerase...2 µL

A mistura foi incubada à temperatura ambiente por 30 minutos e, em seguida, incubada a 75ºC por 20 minutos para inativação das enzimas.

Defosforilação das Extremidades 5' dos Fragmentos Randômicos

Aos 50µL da etapa anterior foram adicionados 35µL de água deionizada esterilizada, 10µL do tampão de defosforilação 10X e 5 µL de CIP (Calf Intestinal Phosphatase-5 unidades). A reação foi incubada por 60 minutos a 37ºC. Em seguida, o material foi extraído com 100 µL de fenol:clorofórmio:álcool isoamílico (25:24:1) e centrifugado por 3 minutos a 13.000 rpm e a fase aquosa transferida para outro tubo tipo eppendorf para ser precipitado com 10µL de acetato de sódio 3M, pH 5,2; 1µL de glicogênio 20mg/mL e 300 µL de etanol em gelo seco. Após centrifugação a 13.000 rpm por 30 minutos, o material lavado com etanol 70%, seco à temperatura ambiente e o sedimento ressuspendido em 20µL de água deionizada.

Ligação com o vetor pCR 4Blunt – TOPO

DNA...4µL

Solução de Sais...1µL

PCR 4blunt TOPO...………...1µL

A mistura foi incubada por 5 minutos à temperatura ambiente e, em seguida,

100µL de água deionizada foram adicionados e incubados a 37°C por 10 minutos.

Transcorrido este período de tempo, o material foi precipitado com 10µL de acetato de sódio 3M, pH 5,2; 1µL de glicogênio 20mg/mL e 300 µL de etanol em gelo seco. Após centrifugação a 13.000 rpm por 30 minutos, o material lavado com etanol 70%, seco à temperatura ambiente e o sedimento ressuspendido em 10µL de água deionizada, transferida para o gelo para ser submetida à eletroporação.

Eletroporação em bactérias competentes para obtenção de clones recombinantes

A eletroporação foi realizada utilizando 3,3µL da reação de clonagem e 50µL da célula competente TOP10 de E. coli . Estes foram transferidos para uma cubeta de 0,2 cm e eletroporado a 2.500V, 120 de capacitância e 80 ohms. Em seguida, 1ml do meio SOC foi transferido para a cubeta e estes transferidos para um tubo de ensaio que foi incubado a 37°C por 1 hora. A seguir, 30µL do material eletroporado foram semeados em meio LA contendo 100µg de ampicilina e as placas incubadas em estufa a 37°C por 24 horas. As colônias resultantes foram submetidas à extração de plasmídios (mini-prep) para serem utilizadas na reação de seqüenciamento.

Extração de plasmídios em microplacas (mini-prep)

A cada poço de uma microplaca (deep well) de 96 cavidades foi adicionado 1 mL de meio LB contendo 100 µL/mL de ampicilina. Em seguida, colônias individuais foram inoculadas com auxílio de palitos de madeira esterilizados e a placa incubada a 37°C, 200 rpm, durante 22 horas. Após este período, a placa foi selada com adesivo e centrifugada por 6 minutos a 4000 rpm. O sobrenadante foi descartado, a cada poço foram adicionados 80 µL da solução I e 2,5 µL de RNAse (10 mg/mL) e a placa agitada em vortex por 2 minutos. Um volume de 60 µL de cada crescimento foi transferido para uma microplaca de fundo redondo e 80 µL de solução II foram adicionados a cada poço. Após 10 minutos

de incubação a placa foi rapidamente centrifugada, 80 µL da solução III foram

adicionados e esta incubada por 10 minutos. Transcorrido este período, a placa foi incubada em estufa a 90°C por 30 minutos e em seguida resfriada em gelo picado por 10

minutos. Em seguida, a placa foi centrifugada por 10 minutos a 4000 rpm, 20°C e o

sobrenadante transferido para uma placa filtro millipore (MAGVN2250) acoplada a uma outra placa de fundo em “V” de 250 µL. Após a trasferência do sobrenadante, as placas foram centrifugadas por 6 minutos a 4000 rpm, a placa filtro descartada e ao filtrado da

placa em “V”foram adicionados 100 µL de isopropanol. Após 30 minutos de incubação à temperatura ambiente, a placa foi centrifugada durante 60 minutos, 4000 rpm , 20°C, o

sobrenadante descartado, 200 µL de etanol 70% gelado adicionados e as placas

novamente centrifugadas por 10 minutos a 4000 rpm a 4°C. Em seguida, o sobrenadante foi descartado, a placa invertida sobre papel absorvente durante 60 minutos e o precipitado ressuspendido em 60 µL de água deionizada esterilizada.

Reação de Seqüenciamento

A reação de seqüenciamento foi realizada em placa de 96 cavidades utilizando 3

µL do DNA obtido pela técnica de mini-prep, 2 µL de DYEnamic ET ( Dye Terminator

Cycle Sequencing Kit for MegaBACE) e 0,5 µL de primer (M13 forward ou M13

reverse) para concentração final de 5pmoles e, em seguida, submetida a 40 ciclos em termociclador (95°C – 20 seg/ 50°C – 15 seg/ 60°C – 80 seg). Após o término dos 40 ciclos, a reação foi resfriada a 4°C e o material amplificado precipitado .

Precipitação

A cada cavidade da microplaca foram adicinados 12 µL de uma solução de acetato de amônio a 20% e 2,5 volumes de etanol 100%. Após 20 minutos de incubação em sala escura, a placa foi centrifugada durante 60 minutos a 4000 rpm, 20°C, o sobrenadante removido e 200 µL de etanol 70 % adicionados. A placa foi centrifugada por 10 minutos a 4000 rpm, 4°C, o sobrenadante descartado e após secagem foram adicionados 10 µL de

“Loading Solution” (Kit megabace) para as reações com o primer M13 forward e 8 µL

Seqüenciamento dos fragmentos no Mega Bace

Após a precipitação dos fragmentos obtidos na reação de seqüenciamento, as placas foram levadas ao seqüenciador megabace (1000 - Amersham Bioscience) e 1µL de cada poço foi aspirado para ser obtida a seqüência do fragmento. As condições de injeção foram 3 Kva por 60 segundos.

Blast (Basic Local Alignment Search Tool)

O programa BLAST foi utilizado para verificar a similaridade existente entre a seqüência de DNA do plasmídio em estudo e seqüências contidas em bancos de dados de DNA e proteínas. Este programa utilizou a matriz BLOSUM62 (Altschul et al., 1997).

4 Resultados

Os resultados apresentados nesta sessão envolvem as linhagens SEPT13, SCI4, suas transconjugantes, mutantes e as linhagens receptoras MS101 e HB101. A MS101 é uma linhagem resistente ao ácido nalidíxico, não aderente a células HEp-2, não aderente em células de traquéia e não invasiva em células HEp-2. A HB101 é uma linhagem resistente à estreptomicina e não possui fímbrias. Todas as linhagens acima citadas foram analisadas quanto à produção de alguns fatores de virulência (resistência a antimicrobianos, DL 50%, produção de colicinas, aerobactina e hemolisina). Também foi realizada a determinação do perfil plasmidial em gel de agarose, a adesão e invasão em células cultivadas “in vitro”, a adesão em anéis de traquéia de aves, a microscopia eletrônica, a aglutinação de diferentes tipos de eritrócitos para pesquisa de adesinas e a extração de proteínas de superfície e de membrana. A detecção dos genes fimA, papA, cgsA e tsh foi realizada pela técnica de PCR. O Southern-Blotting foi feito para confirmar a inserção do transposon TnphoA nos plasmídios das mutantes estudadas e o seqüenciamento para detectar genes de patogenicidade do plasmídio de 43 MDa da linhagem SEPT13.

4.1 Características Biológicas e Perfil Plasmidial das Linhagens

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