دراسة مقارنة لبروتوكولات استخراج الحمض النووي الجينومي من الدم الكامل لتعدد الأشكال الجيني في جين P53 لدى الأشخاص الطبيعيين والمصابين بسرطان البروستات
محتوى المقالة الرئيسي
الملخص
في العقود الأخيرة ، تطورت الأساليب الجينية لتصبح أداة فعالة في عدد من التطبيقات الملامسة للحياة. في الأبحاث التي تبحث في التنوع الجيني الديموغرافي ، واكتشاف QTL ، والاختيار بمساعدة الواسمات ، وتتبع الطعام ، يتم استخدام التقنيات القائمة على الحمض النووي مثل PCR أكثر فأكثر. تستدعي هذه الأساليب إجراءات الاستخراج التي توفر استخلاصًا فعالًا للحمض النووي والتخلص من مثبطات تفاعل البوليميراز المتسلسل. المرحلة الأولى والأكثر أهمية في البيولوجيا الجزيئية هي استخراج الحمض النووي من الخلايا. بالنسبة للعالم الجزيئي ، تعد الجودة العالية وسلامة الحمض النووي المعزول بالإضافة إلى سهولة استخدام طريقة الاستخراج والقدرة على تحمل التكاليف من العوامل الحاسمة. صُممت الدراسة الحالية لتأسيس طريقة بسيطة وسريعة وغير مكلفة لاستخراج الحمض النووي من الدم المحيطي البشري (ذكر طبيعي ن = 2 ، عمر 24 سنة ، ذكر مريض (سرطان البروستات) ن = 2 ، عمر 65 سنة) من خلال المقارنة بينهما ، وتهدف إلى توحيد بروتوكول استخراج الحمض النووي باستخدام خمسة بروتوكولات استخراج. كانت الطريقة الأولى هي الطريقة العضوية المعدلة باستخدام فوق كلورات الصوديوم بدلاً من المذيب العضوي (الفينول ، الكلوروفورم) ، وتأتي ميزة فوق كلورات الصوديوم من سعرها الرخيص ومتطلبات التخزين والشحن المنخفضة ، والطريقة الثانية كانت الطريقة الأنزيمية باستخدام بروتينيز K ، والطريقة الثالثة باستخدام المنظف ، و الطريقة الرابعة باستخدام الفينول كلوروفورم ، وأخيرًا الطريقة الخامسة كانت طريقة التمليح. أظهرت النتيجة أن الطريقة العضوية تعطي إنتاجية جيدة من الحمض النووي وتحتاج إلى وقت قصير نسبيًا بينما تعطي الطريقة الأنزيمية نقاءًا ممتازًا للحمض النووي وهو أكثر ملاءمة لـ PCR من خلال مقارنة خمسة بروتوكولات باستخدام مقياس الطيف الضوئي وتقنية Nanodrop بالإضافة إلى الترحيل الكهربائي. من خلال استخدام الإجراءات الخمسة المقترحة ، تم تنفيذ مضاعفة PCR للجين P53 مع الحمض النووي المعزول بشكل فعال. يشير هذا إلى أنه ، باستثناء طريقة المنظفات ، لم تكن هناك مواد مثبطة كبيرة لـ Taq polymerase في المحلول النهائي.
Received 19/10/2022
Revised 06/03/2023
Accepted 08/03/2023
Published Online First 20/08/2023
تفاصيل المقالة
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
كيفية الاقتباس
المراجع
Banerjee PP, Banerjee S, Brown TR, Zirkin BR. Androgen action in prostate function and disease. Am J Clin Exp Urol. 2018; 6(2): 62.
Aboumarzouk OM, Jenkins B, Chlosta PL. Vasectomy and Seminal Vesicle Disorders. Blandy's Urology. 2019; Chap. 41: 817-824. https://doi.org/10.1002/9781118863343.ch41.
Henry GH, Loof N, Strand DW. OMIP-040: Optimized gating of human prostate cellular subpopulations. Cytometry. Part A: J Int Soci Ana Cyt. 2017; 91(12): 1147. https://doi.org/10.1002/cyto.a.23187.
Habib A, Jaffar G, Khalid MS, Hussain Z, Zainab SW, Ashraf Z, et al. Risk Factors Associated with Prostate Cancer. J drug deliv ther. 2021; 11(2): 188-193. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.120041.
Rzhevskiy AS, Kapitannikova AY, Vasilescu SA, Karashaeva TA, Razavi Bazaz S, Taratkin MS, et al. Isolation of circulating tumor cells from seminal fluid of patients with prostate cancer using inertial microfluidics. Cancers. 2022; 14(14): 3364. https://doi.org/10.3390/cancers14143364.
Akoto T, Saini S. Role of exosomes in prostate cancer metastasis. Int J Mol Sci. 2021; 22(7): 3528. https://doi.org/10.3390/ijms22073528.
Rawla P. Epidemiology of prostate cancer. World J Oncol. 2019; 10(2): 63. https://doi.org/10.14740/wjon1191.
Costello AJ. Considering the role of radical prostatectomy in 21st century prostate cancer care. Nat Rev Urol. 2020; 17(3): 177-188. https://doi.org/10.1038/s41585-020-0287-y.
Kang R, Kroemer G, Tang D. The tumor suppressor protein p53 and the ferroptosis network. Free Radic Biol Med. 2019; 133(162-168. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2018.05.074.
Gupta A, Shah K, Oza MJ, Behl T. Reactivation of p53 gene by MDM2 inhibitors: A novel therapy for cancer treatment. Biomed Pharmacother. 2019; 109(484-492. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.10.155.
Zhang C, Liu J, Xu D, Zhang T, Hu W, Feng Z. Gain-of-function mutant p53 in cancer progression and therapy. J Mol Cell Biol. 2020; 12(9): 674-687. https://doi.org/10.1093/jmcb/mjaa040.
Al-Hilfy AA, Al-Malak MK, Al-Tomah MA. A Prevalence study of Entamoeba spp. in Basrah Province using Different Detection Methods. Baghdad Sci J. 2021; 18(4): 1163. https://doi.org/10.21123/bsj.2021.18.4.1163.
Dairawan M, Shetty PJ. The evolution of DNA extraction methods. Am J Biomed. 2020; 8(1): 39-46. https://doi.org/10.34297/AJBSR.2020.08.001234.
Barazesh A, Sarkari B, Ebrahimi S, Hami M. DNA extraction from hydatid cyst protoscolices: comparison of five different methods. Vet World. 2018; 11(2): 231. https://doi.org/10.14202%2Fvetworld.2018.231-234.
Mardan‐Nik M, Saffar SS, Biabangard‐Zak A, Asghari M, Saljoughian S, Tajbakhsh A, et al. A method for improving the efficiency of DNA extraction from clotted blood samples. J Clin Lab Anal. 2019; 33(6): e22892. https://doi.org/10.1002/jcla.22892.
Barbier FF, Chabikwa TG, Ahsan MU, Cook SE, Powell R, Tanurdzic M, et al. A phenol/chloroform-free method to extract nucleic acids from recalcitrant, woody tropical species for gene expression and sequencing. Plant Methods. 2019; 15(1): 1-13. https://doi.org/10.1186/s13007-019-0447-3
Sedlar K, Vasylkivska M, Musilova J, Branska B, Provaznik I, Patakova P. Phenotypic and genomic analysis of isopropanol and 1, 3-propanediol producer Clostridium diolis DSM 15410. Genomics. 2021; 113(1): 1109-1119. https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2020.11.007.
Kellner MJ, Koob JG, Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Zhang F. SHERLOCK: nucleic acid detection with CRISPR nucleases. Nature protocols. 2019; 14(10): 2986-3012. https://doi.org/10.1038/s41596-019-0210-2.
Aboul-Maaty NA, Oraby HA. Extraction of high-quality genomic DNA from different plant orders applying a modified CTAB-based method. Bull Natl Res Cent. 2019; 43(1): 1-10. https://doi.org/10.1186/s42269-019-0066-1.
Marotz CA, Sanders JG, Zuniga C, Zaramela LS, Knight R, Zengler K. Improving saliva shotgun metagenomics by chemical host DNA depletion. Microbiome. 2018; 6(1): 1-9. https://doi.org/10.1186/s40168-018-0426-3.
Singh UA, Kumari M, Iyengar S. Method for improving the quality of genomic DNA obtained from minute quantities of tissue and blood samples using Chelex 100 resin. Biol Proced Online. 2018; 20(1): 1-8. https://doi.org/10.1186/s12575-018-0077-6.
Liu X, Ren J, Luo N, Guo H, Zheng Y, Li J, et al. Comprehensive DNA methylation analysis of tissue of origin of plasma cell-free DNA by methylated CpG tandem amplification and sequencing (MCTA-Seq). Clin Epigenetics. 2019; 11(1): 93. https://doi.org/10.1186/s13148-019-0689-y.
Guha P, Das A, Dutta S, Chaudhuri TK. A rapid and efficient DNA extraction protocol from fresh and frozen human blood samples. J Clin Lab Anal. 2018; 32(1): e22181. https://doi.org/10.1002/jcla.22181.
Roulston JE, John SB, eds. Molecular diagnosis of cancer: methods and protocols. Vol. 97. Springer Science and Business Media, 2004. https://doi.org/10.1385/1592597602
Frazer Z, Yoo C, Sroya M, Bellora C, DeWitt BL, Sanchez I, et al. Effect of different proteinase K digest protocols and deparaffinization methods on yield and integrity of DNA extracted from formalin-fixed, paraffin-embedded tissue. J Histochem Cytochem. 2020; 68(3): 171-184. https://doi.org/10.1369/0022155420906234.
Al-Ani SF, Al-khafaji AA, Ali OA. Optimum Concentration Of DNA Extracted From Human Peripheral Blood. Al-Anbar Med J. 2009; 7(1): 30-33.
Barbaro A, Staiti N, Cormaci P, Saravo L. DNA profiling by different extraction methods. Int Congr Ser. 2004: 562-564, Elsevier. https://doi.org/10.1016/S0531-5131(03)01647-9.
Mohammadpour A. Evaluation of a modified salt-out method for DNA extraction from whole blood lymphocytes: A simple and economical method for gene polymorphism. Pharm Biomed Res. 2018; 4(2): 28-32. http://pbr.mazums.ac.ir/article-1-194-en.html
Khosravinia H, Murthy HN, Parasad DT, Pirany N. Optimizing factors influencing DNA extraction from fresh whole avian blood. Afr J Biotechnol. 2007; 6(4): 481-486. https://www.ajol.info/index.php/ajb/article/view/56247
Taylor D, Richards K, Morris D. Rapid recovery of Echinococcus granulosus following ‘successful’albendazole therapy in a gerbil model. J Helminthol. 1989; 63(4): 349-352. https://doi.org/10.1017/S0022149X00009251.
Al-azawy A. A rapid and non-enzymatic method for genomic DNA extraction from whole blood and some other mammalian tissues. J. Tikrit Univ for Agri. Sci. 2012; 12(4): 165-169.
Nasiri H, Forouzandeh M, Rasaee M, Rahbarizadeh F. Modified salting‐out method: high‐yield, high‐quality genomic DNA extraction from whole blood using laundry detergent. J Clin Lab Analys. 2005; 19(6): 229-232. https://doi.org/10.1002/jcla.20083.
Shaik M, Alladi A, Vedamurthy A, Devaraju K, Kamate M, Kruthika-Vinod TP. Large-scale Extraction of DNA by Using Salting-out Principle for Dried Blood Spots to Screen Multiple Mutations in GCDH Gene. Iranian J Sci Tech, Transactions A: Science. 2022; 46(1): 33-40. https://doi.org/10.1007/s40995-021-01225-x.
Wilson IG. Inhibition and facilitation of nucleic acid amplification. Appl Environ Microbiol. 1997; 63(10): 3741-3751.
Aidar M, Line SRP. A simple and cost-effective protocol for DNA isolation from buccal epithelial cells. Braz Dent J. 2007; 18(2): 148-152. https://doi.org/10.1590/S0103-64402007000200012.
Brassard D, Geissler M, Descarreaux M, Tremblay D, Daoud J, Clime L, et al. Extraction of nucleic acids from blood: unveiling the potential of active pneumatic pumping in centrifugal microfluidics for integration and automation of sample preparation processes. Lab on a Chip. 2019; 19(11): 1941-1952. https://doi.org/10.1039/C9LC00276F.
Chacon-Cortes D, Haupt LM, Lea RA, Griffiths LR. Comparison of genomic DNA extraction techniques from whole blood samples: a time, cost and quality evaluation study. Mol Biol Rep. 2012; 39(5): 5961-5966. https://doi.org/10.1007/s11033-011-1408-8.
Khosravinia H, Ramesha K. Influence of EDTA and magnesium on DNA extraction from blood samples and specificity of polymerase chain reaction. Afr J Biotechnol. 2007; 6(3): 184-187.
Tao R, Wang S, Zhang J, Zhang J, Yang Z, Sheng X, et al. Separation/extraction, detection, and interpretation of DNA mixtures in forensic science (review). Int J Legal Med. 2018; 132(5): 1247-1261. https://doi.org/10.1007/s00414-018-1862-0.
Jikuzono T, Horikawa A, Ishikawa T, Hirokawa M, Sugitani I, Inui T, et al. Proteinase K treatment improves RNA recovery from thyroid cells fixed with liquid-based cytology solution. BMC Res Notes. 2018; 11(1): 822. https://doi.org/10.1186/s13104-018-3914-4.
Yang JL, Wang MS, Cheng AC, Pan KC, Li CF, Deng SX. A simple and rapid method for extracting bacterial DNA from intestinal microflora for ERIC-PCR detection. World J Gastroenterol: WJG. 2008; 14(18): 2872. https://doi.org/10.3748%2Fwjg.14.2872.
Goldenberger D, Perschil I, Ritzler M, Altwegg M. A simple" universal" DNA extraction procedure using SDS and proteinase K is compatible with direct PCR amplification. Genome Res. 1995; 4(6): 368-370. https://doi.org/10.1101/gr.4.6.368.
Manuja A, Manchanda SK, Kumar B, Khanna S, Sethi RK. Evaluation of different methods of DNA extraction from semen of buffalo (Bubalus bubalis) bulls. Buffalo Bull. 2010; 29(2): 109-114.
Shamas S, Zafar M, Irum S, Khan L, Sadia H, Roshan S, et al. Prevalence of Diabetes Mellitus in Hepatitis C Patients in Wazirabad Tehsil of Gujranwala District of Pakistan: hepatitis C in Diabetic patients, Baghdad Sci J. 2020; 17(4): 1154. https://doi.org/10.21123/bsj.2020.17.4.1154.
Peker N, Couto N, Sinha B, Rossen JW. Diagnosis of bloodstream infections from positive blood cultures and directly from blood samples: recent developments in molecular approaches. Clin Microbiol Infect. 2018; 24(9): 944-955. https://doi.org/10.1016/j.cmi.2018.05.007.
Phua TJ. The etiology and pathophysiology genesis of benign prostatic hyperplasia and prostate cancer: a new perspective. Medicines. 2021; 8(6): 30. https://doi.org/10.3390/medicines8060030.
Ng KL. The Etiology of Prostate Cancer. In Prostate Cancer 2021, pp 17-27, Exon Publications. https://doi.org/10.36255.
Matthews HK, Bertoli, C, de Bruin, R A. Cell cycle control in cancer. Nat Rev Mol Cell Biol. 2022; 23(1): 74-88. https://doi.org/10.1038/s41580-021-00404-3.
Wan J, Zhang J, Zhang J. Expression of p53 and its mechanism in prostate cancer. Oncol Lett. 2018; 16(1): 378-382. https://doi.org/10.3892/ol.2018.8680.
Gesztes W, Schafer C, Young D, Fox J, Jiang J, Chen Y, et al. Focal p53 protein expression and lymphovascular invasion in primary prostate tumors predict metastatic progression. Sci Rep. 2022; 12(1): 1-12. https://doi.org/10.1038/s41598-022-08826-5.