CPL - Chalmers Publication Library
| Utbildning | Forskning | Styrkeområden | Om Chalmers | In English In English Ej inloggad.

Competitive binding-based optical DNA mapping for fast identification of bacteria - multi-ligand transfer matrix theory and experimental applications on Escherichia coli

A. N. Nilsson ; Gustav Emilsson (Institutionen för kemi- och bioteknik) ; Lena Nyberg (Institutionen för kemi- och bioteknik, Fysikalisk kemi) ; C. Noble ; Liselott Svensson-Stadler ; Joachim Fritzsche (Institutionen för teknisk fysik, Kemisk fysik) ; Edward R.B. Moore ; J. O. Tegenfeldt ; T. Ambjornsson ; Fredrik Westerlund (Institutionen för kemi- och bioteknik, Fysikalisk kemi)
Nucleic Acids Research (0305-1048). Vol. 42 (2014), 15, p. e118.
[Artikel, refereegranskad vetenskaplig]

We demonstrate a single DNA molecule optical mapping assay able to resolve a specific Escherichia coli strain from other strains. The assay is based on competitive binding of the fluorescent dye YOYO-1 and the AT-specific antibiotic netropsin. The optical map is visualized by stretching the DNA molecules in nanofluidic channels. We optimize the experimental conditions to obtain reproducible barcodes containing as much information as possible. We implement a multi-ligand transfer matrix method for calculating theoretical barcodes from known DNA sequences. Our method extends previous theoretical approaches for competitive binding of two types of ligands to many types of ligands and introduces a recursive approach that allows long barcodes to be calculated with standard computer floating point formats. The identification of a specific E. coli strain (CCUG 10979) is based on mapping of 50-160 kilobasepair experimental DNA fragments onto the theoretical genome using the developed theory. Our identification protocol introduces two theoretical constructs: aP-value for a best experiment-theory match and an information score threshold. The developed methods provide a novel optical mapping toolbox for identification of bacterial species and strains. The protocol does not require cultivation of bacteria or DNA amplification, which allows for ultra-fast identification of bacterial pathogens.



Den här publikationen ingår i följande styrkeområden:

Läs mer om Chalmers styrkeområden  

Denna post skapades 2014-11-27. Senast ändrad 2016-01-11.
CPL Pubid: 206765

 

Läs direkt!

Lokal fulltext (fritt tillgänglig)

Länk till annan sajt (kan kräva inloggning)


Institutioner (Chalmers)

Institutionen för kemi- och bioteknik (2005-2014)
Institutionen för kemi- och bioteknik, Fysikalisk kemi (2005-2014)
Institutionen för biomedicin, avdelningen för infektionssjukdomar (GU)
Institutionen för teknisk fysik, Kemisk fysik (1900-2015)

Ämnesområden

Livsvetenskaper
Nanovetenskap och nanoteknik
Molekylärbiologi

Chalmers infrastruktur