Nghiên cứu tạo protein tín hiệu nanoluciferase: Ứng dụng tạo cảm biến sinh học nhận diện kháng sinh

Abstract

This study is aimed to in vitro synthesize nanoluciferase (NanoLuc) reporter protein using cell-free protein synthesis system to develop biosensor for antibiotics inhibiting bacterial protein synthesis. The template for protein synthesis was prepared by amplifying and column purifying the DNA fragment coding for NanoLuc. This result indicated that NanoLuc protein was successfully synthesized through its presence on CBB staining SDS page at 21 kDa and be able to emit light when react to Furimazine. The synthesized NanoLuc protein could detect antibiotics inhibiting bacterial protein synthesis via some representatives including oxytetracycline, chloramphenicol and erythromycin. Specificity was also determined. This information gives a good starting point for further studies on development biosensor for antibiotics inhibiting bacterial protein synthesis; however, the effect of other parameters influencing on in vitro NanoLuc protein synthesis needs investigating.

Tóm tắt

Nghiên cứu được thực hiện nhằm tổng hợp protein tín hiệu nanoluciferase trong điều kiện phòng thí nghiệm (in vitro),  sử dụng hệ thống phiên mã dịch mã ngoài tế bào (cell-free synthesis) để ứng dụng tạo cảm biến sinh học nhận diện nhóm kháng sinh ức chế sự tổng hợp protein của vi khuẩn. Mạch mã khuôn cho quá trình tổng hợp protein được chuẩn bị bằng cách khuếch đại và tinh sạch đoạn DNA mã hoá cho protein nanoluciferase (NanoLuc). Kết quả đã xác định protein NanoLuc được tổng hợp thành công thông qua sự hiện diện trên gel SDS page nhuộm CBB với kích thước 21 kDa và có khả năng phát sáng khi tác dụng với cơ chất Furimazine. Khả năng nhận diện nhóm kháng sinh ức chế sự tổng hợp protein của vi khuẩn được xác định thông qua thử nghiệm nhận diện một số kháng sinh đại diện gồm oxytetracycline, chloramphenicol và erythromycin. Tính đặc hiệu của quá trình nhận diện được xác định. Mặc dù cần khảo sát thêm một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp protein NanoLuc trong điều kiện in vitro nhưng kết quả này cũng tạo tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo trong việc tạo ra cảm biến sinh học có khả năng nhận diện nhóm kháng sinh ức chế sự tổng hợp protein của vi khuẩn.