[go: up one dir, main page]

TR2023010449A1 - SNP MARKERS AND THEIR COMBINATIONS FOR DIAGNOSIS AND GENOTYPING OF BRUCELLA SPECIES IN DIFFERENT SAMPLES - Google Patents

SNP MARKERS AND THEIR COMBINATIONS FOR DIAGNOSIS AND GENOTYPING OF BRUCELLA SPECIES IN DIFFERENT SAMPLES Download PDF

Info

Publication number
TR2023010449A1
TR2023010449A1 TR2023/010449A TR2023010449A TR2023010449A1 TR 2023010449 A1 TR2023010449 A1 TR 2023010449A1 TR 2023/010449 A TR2023/010449 A TR 2023/010449A TR 2023010449 A TR2023010449 A TR 2023010449A TR 2023010449 A1 TR2023010449 A1 TR 2023010449A1
Authority
TR
Turkey
Prior art keywords
species
bruce
snp
diagnosis
bacterial
Prior art date
Application number
TR2023/010449A
Other languages
Turkish (tr)
Inventor
Balik Di̇lek
Ata Oğuz
Mutluhan Uğurel Osman
Original Assignee
T C Altinbas Ueniversitesi
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by T C Altinbas Ueniversitesi filed Critical T C Altinbas Ueniversitesi
Priority to TR2023/010449A priority Critical patent/TR2023010449A1/en
Priority to PCT/TR2024/050979 priority patent/WO2025048754A1/en
Publication of TR2023010449A1 publication Critical patent/TR2023010449A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6888Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
    • C12Q1/689Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for bacteria
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/156Polymorphic or mutational markers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Buluş konusu farklı örneklerdeki Brucella türlerini teşhisi ve genotiplenmesi için SNP belirteçleri ve kombinasyonları sayesinde tek bir örneğe ait genomik DNA kullanılarak bakteriyel türlerden hangisi veya hangileri ile enfekte olduğu multipleks reaksiyonlar gerçekleştirilerek yüksek doğrulukta ve kısa sürede belirlenmesinin sağlanması, hem işgücünün azaltılması, çoklu örnekte çalışıldığı zaman maliyetin düşük tutulmasının sağlanması hem de kullanılan sistemin yüksek duyarlılığı sayesinde hatalı ya da negatif sonuç vermenin önüne geçilmesini sağlayan bir tanı panelinde kullanılan SNP noktaları ve kombinasyonları ile ilgilidir.The invention relates to SNP markers and combinations used in a diagnostic panel for the identification and genotyping of Brucella species in different samples. This panel uses genomic DNA from a single sample to determine which bacterial species are infected with high accuracy and in a short time through multiplex reactions, thereby reducing labor, keeping costs low when working with multiple samples, and preventing false or negative results thanks to the high sensitivity of the system.

Description

TARIFNAME FARKLI ÖRNEKLERDEKI BRUCELLA TÜRLERINI TESHISI VE GENOTIPLENMESI IÇIN SNP BELIRTEÇLERI VE KOMBINASYONLARI Teknik Alan Bulus konusu farkli örneklerdeki Bruce/la türlerini teshisi ve genotiplenmesi için SNP belirteçleri ve kombinasyonlari sayesinde tek bir örnege ait genomik DNA kullanilarak bakteriyel türlerden hangisi veya hangileri ile enfekte oldugu multipleks reaksiyonlar gerçeklestirilerek yüksek dogrulukta ve kisa sürede belirlenmesinin saglanmasi, hem isgücünün azaltilmasi, çoklu örnekte çalisildigi zaman maliyetin düsük tutulmasinin saglanmasi hem de kullanilan sistemin yüksek duyarliligi sayesinde hatali ya da negatif sonuç vermenin önüne geçilmesini saglayan bir tani panelinde kullanilan SNP noktalari ve kombinasyonlari ile ilgilidir. Önceki Teknik Günümüzde saglik alaninda hizli teshis araçlarinin uygulanmasi ve kullanilmasi, antimikrobiyal ajanlarin yersiz uygulanmasinin önlenmesinde büyük önem tasimaktadir. Insanlarda ve hayvanlarda, mikroorganizmalar çesitli hastaliklara neden olmaktadir. Mikroorganizmalar, çiplak gözle görülemeyecek kadar küçük ve tek hücreli canlilardir. Bakteriler, mayalar, küfler, algler, virüsler, mantarlar ve protozoa temel mikroorganizmalari olusturmaktadir. Mikroorganizmalardan ileri gelen hastalik etkenlerinin kesin tanisi laboratuvarda gerçeklestirilmektedir. Bu nedenle laboratuvara getirilen numunelerde çok yönlü inceleme yapilmasi gerekmektedir. Bu incelemelerde ise klinik bulgular ve nekropsi sonuçlari yönlendirici olmaktadir. Klinisyenlerin hastalar için uygun farmakolojik müdahaleye iliskin bilinçli kararlar vermelerine yardimci olan zamaninda ve dogru bilgilerle donatilmasi ve hizli teshis araçlarinin kullanilmasiyla elde edilmektedir. Teshis araçlari, antibiyotige dirençli bakteriyel enfeksiyonlarin zamaninda tespit ve teshisini kolaylastirma, hastalik takibini kolaylastirma ve hastalik bulasmasini azaltma potansiyeline sahip olmaktadir. Yeni tani teknolojilerinin ilerlemesini ve benimsenmesini hizlandirmak için pragmatik önlemlerin düsünülmesi zorunlu olmaktadir. Buna ek olarak, dünya çapinda antimikrobiyal direnç yükü artmaya devam ettikçe, hizli antimikrobiyal duyarlilik testinin kullanimi tedavi planlamasinin giderek daha kritik bir bileseni haline gelmektedir. Gereksiz antibiyotik kullanimini azaltmanin önemli oldugu, enfeksiyonu sagaltmaya ve antibiyotik kullanimini gerektirmeyen -enfeksiyöz olmayan- enflamatuvar durumlari belirlemeye yardimci olabilecek tani yöntemlerinin gelistirilmesi büyük önem tasimaktadir. Mikroorganizmalarin tanisi, tiplendirilmesi, siniflandirilmasi, direnç ve duyarliliklarinin belirlenmesi, mikroorganizma-konak iliskilerinin açiklanmasi, mikrobiyom ve mikrofloralar üzerinde yapilan metagenomik çalismalar biyoinformatik araçlar ve gelisen dizileme-genotipleme teknolojisi ile giderek artmaktadir. Hastaneye yatirilan çocuk ve yetiskinlerde bakteriyel enfeksiyonlar oldukça yaygindir. Vincent ve arkadaslarinin 24 Avrupa ülkesinde bulunan 198 yogun bakim ünitesindeki 3147 hastayi inceledikleri bir çalismada hastalarin basvurdugu bildirilmistir. (Vincent vd., 2006) Bu bireyler söz konusu oldugunda, enfeksiyonlar yüksek morbidite, ölüm ve saglik harcamalarindaki yüksek maliyetler baglantilidir (Vos vd., 2020; Lagu vd., 2012). Enfeksiyonla baglantili tehlikeler ayni zamanda yüksek antibiyotik tüketimiyle sonuçlanmaktadir; küresel bir nokta prevalans arastirmasina göre, tüm YBÜ hastalarinin %70'i herhangi bir günde en az bir antibiyotik almaktadir ve bu yüksek antibiyotik kullanimi, enfeksiyonla iliskili tehlikelerin dogrudan bir sonucudur (Vincent vd., 2009). Bakteriyel enfeksiyonlarin klinik tedavisinde en önemli adimlardan biri, hastaliga neden olan organizmayi hizli ve dogru bir sekilde tespit edebilmektir. Buna ek olarak, dünya çapinda antimikrobiyal direnç yükü artmaya devam ettikçe, hizli antimikrobiyal duyarlilik testinin kullanimi tedavi planlamasinin giderek daha kritik bir bileseni haline gelmektedir. Gereksiz antibiyotik kullanimini azaltmanin önemli oldugu, enfeksiyonu sagaltmaya ve antibiyotik kullanimini gerektirmeyen -enfeksiyöz olmayan- enflamatuvar durumlari belirlemeye yardimci olabilecek tani yöntemlerinin gelistirilmesi büyük önem tasimaktadir (Denny vd., 2020; O'Neill Bruce/la cinsine ait bakteriler tarafindan olusturulan bulasici, genellikle subakut ve kronik seyirli bir enfeksiyondur. B. abortus ve B. melitensis besicilikte karsilasilan brusellozisinin baslica etkenleridir. B. melitensis ayrica insanlarda Malta hummasi olarak bilinen hastaliga sebep olmaktadir. Bruselloz, çogunlukla sigir, domuz, keçi, koyun ve köpekleri enfekte eden çesitli Bruce/la türlerinin neden oldugu bakteriyel bir hastaliktir. Insanlar hastaligi genellikle enfekte hayvanlarla dogrudan temas yoluyla, kontamine hayvansal ürünleri yiyerek veya içerek ya da havadaki etkenleri soluyarak alirlar. Vakalarin çogu, enfekte keçi veya koyunlardan elde edilen pastörize edilmemis süt veya peynirin tüketilmesiyle ortaya çikmaktadir. Bruselloz, hayvanlar tarafindan bulastirilan en yaygin zoonozlardan biridir ve endemik bölgelerde insan brusellozunun ciddi halk sagligi sonuçlari vardir. Hayvan endüstrilerinin ve sehirlesmenin genislemesi ve hayvancilikta ve gida islemede hijyenik önlemlerin eksikligi, brusellozun bir halk sagligi tehlikesi olarak kalmasini kismen açiklamaktadir. (WHO, 2020c). Insanlarda da enfeksiyona sebep olan baslica Bruselloz etkenleri Bruce/la abortus, B. melitensis, B. suis, B. ovis, ve B. neotomae'dir. Enfeksiyona neden olan Bruce/la türlerin her birinin tanisi her bir örnek için, ayri ayri reaksiyonlarda yapilmakta ve çoklu enfeksiyon durumu için pratik olarak bakilamamakta ve belki gözden kaçmaktadir. Bu durum isgücü kaybina, çoklu örnekte mali kayba ve özellikle enfeksiyonun baslangiç evrelerinde ve çoklu enfeksiyonlarda hatali negatif sonuç elde edilmesine neden olmaktadir. Hastalik kontrolü için uygulanan serolojik, biyokimyasal ve kültür temelli klasik testler ile klasik PCR ve qPCR temelli moleküler yöntemler mevcuttur. Ancak mevcut klasik yöntemler her bir bakteri türü için ayri ayri uygulanmak zorunda olundugu için özellikle kitlesel testler ve örnek tani oraninin yüksek oldugu referans farkli enfeksiyonlarin gözden kaçirilmasina neden olabilmektedir. Ayrica kullanilan bu klasik yöntemlerin duyarliligi düsüktür, bazi yöntemlerin uygulanmasi uzun zaman almaktadir ve özellikle bazi enfeksiyonlarin erken evrelerinde etmenin belirlenmesine imkân vermemektedir. Teknigin bilinen durumunda görülen CA3111751A1 antibiyotik duyarlilik testi için cihazlar ve yöntemleri anlatilmaktadir. Açiklama genel olarak tek bir nükleotid polimorfizmi (SNP) lokusunu amplifiye etmek ve SNP'nin iki veya daha fazla alelik varyanti arasinda ayrim yaparak bir hedef alelin varligini veya yoklugunu belirtmek üzere konfigüre edilmis moleküler teshis cihazlari ile ilgili olmaktadir. Bazi düzeneklerde moleküler teshis cihazlari, bakim noktasinda, bakteriyel enfeksiyonlarin antibiyotik tedavisine direnç veya yatkinlikla baglantili SNP'Ieri tespit edebilmektedir. Diger yönlerde açiklama, bu tür moleküler teshis cihazlari tarafindan belirlendigi üzere bir SNP lokusunda bir alelin varligi veya yoklugu ile tedavinin yönlendirildigi hastalik veya bozukluklar (örn. bakteriyel enfeksiyonlar) için tedavi yöntemleri saglamaktadir. Biyolojik bir numuneyi almak üzere konfigüre edilmis bir numune hazirlama modülü olup, burada biyolojik numune bir polinükleotit içermektedir. Polinükleotitte tek bir nükleotid polimorfizmi (SNP) lokusunu hedefleyen bir primer seti içeren bir reaktif modülü; bir reaksiyon hacmi ve bir isitici içeren bir amplifikasyon modülü, biyolojik numuneyi alacak sekilde konfigüre edilmis reaksiyon hacmi ve primer seti içeren bir amplifikasyon solüsyonu içermektedir. Isitici, SNP lokusu içeren bir hedef amplikon içeren bir çikti üretmek üzere polinükleotidi amplifiye etmek için reaksiyon hacmine termal enerji iletmek üzere konfigüre edilmistir. Hedef amplikonu alacak sekilde konfigüre edilmis bir tespit modülü, SNP lokusu bir hedef alel içeriyorsa hedef amplikonun SNP lokusuna baglanmak üzere tasarlanmis bir prob içermektedir. SNP lokusu alternatif bir alel içeriyorsa hedef amplikonun SNP lokusuna baglanmayi en aza indirmek amaçlanmistir. polimorfizminin romatoid artrit teshis etkinligine uygulanmasi anlatilmaktadir. XRCC1 gen polimorfizminin romatoid artrit teshis etkinligine uygulanmasi ve XRCC1 geninin SNP lokuslarinin, romatoid artrit duyarliligini teshis etmek için bir saptama kitinin hazirlanmasina uygulanmasidir. XRCC1 geninin 641.locusunun polimorfizmi ile romatoid artrit arasindaki korelasyon ilk kez kesfedilmistir. SNP araciligiyla romatoid artrit duyarlilik riskini saptamak için bir yöntem ve bir kit ortaya çikarilmistir. belirticiler ve bunlarin kullanimlari anlatilmaktadir. Prokaryotlarin 16S ribozomal RNA'sinda bir veya daha fazla tek nükleotid polimorfizmi (SNP'ler) ve/veya ökaryotlarin 5.85 ribozomal RNA'sinda bir veya daha fazla SNP kullanarak mikroplari tanimlama ve/veya siniflandirma yöntemleridir. Ayrica, bu yöntemlerde yararli olan problar, primerler ve kitler de açiklanmaktadir. Bu SNP'lere dayanan sepsis teshisine yönelik yöntemler de açiklanmaktadir. Önceki teknikte görülen CN1847852A numarali dokümanda hizli mononükleotit polimorfizmi, test kâgidi seridini ve saptama yöntemini anlatmaktadir. Iki polimorfizm bazli SNP'nin nükleik asit test kâgidi seridi ile tespit edilmesi yöntemini açiklamaktadir. Nükleik asit test kâgidi seridi ile çesitli polimorfizm bazli SNP'leri tespit etme yöntemi ve SNP ile ilgili insan genetik hastaliklarinin moleküler teshisinde tespit yöntemlerinin uygulanmasi, bakteri, virüs ve diger patojenik mikroplarin ilaca dirençli gen mutasyonunun tespiti, insan vücudundaki ilaç reaksiyon farkinin tespiti ve taranmasi, SNP'nin insan sagligi genetik temeli olarak taranmasi ve tiplendirilmesi ile ilgili olmaktadir. Amplifikasyon teknikleri, tek nükleotit uzatma teknikleri ve nükleik asit seridi tespit teknikleri kullanilarak bir nükleik asit sekansindaki tek baz mutasyonlarinin hizli bir sekilde saptanmasina yönelik bir yöntemdir. Tek nükleotid polimorfizmlerinin hizli saptanmasi ve tiplendirilmesi alaninda hizli nükleik asit teshisi için test seritleri kullanilmaktadir. Ayrica nükleik asit dizisindeki tek nükleotit polimorfizmlerinin hizli saptanmasi için bir kitin kullanimina iliskin olmaktadir. Mevcut teknikte bulus sahipleri adina kayitli TR 2016/08981 sayili patent basvurusu bulunmakta olup, bulus bakteri türlerinin tanisi için kullanilan prob, SNP marker ve SNP kombinasyonlari ile ilgilidir. 2016/08981 sayili bulusta özellikle bulus konusu bakteri türlerinin, tür düzeyinde tanimlanmasini saglayan, bakteri türlerine özgü, SNP Marker, SNP Marker kombinasyonlari ve bahsedilen SNP Markerlarin belirlenmesini saglayan problar açiklanmakta olup, bu teknikte forward ve reverse problar yardimi ile tespit, tani saglanabilmektedir. Bulus, alintilanan mevcut tekniklerden ve özellikle 2016/08981 sayili basvurudan farkli olarak bulusta reverse ve forward proba gerek duyulmadan çoklu Bruce/la türlerinin yalniz bir kit ile öncekinden farkli SNPLER tespit edilmesi saglamaktadir. Teknigin bilinen durumunda hastalik kontrolü için uygulanan serolojik, biyokimyasal ve kültür temelli klasik testler ile klasik PCR ve qPCR temelli moleküler yöntemler açiklanmistir. Ancak mevcut klasik yöntemler her bir bakteri türü için ayri ayri uygulanmak zorunda olundugu için özellikle kitlesel testler ve örnek tani oraninin yüksek oldugu referans laboratuvarlar için isgücü ve maliyet açisindan karli olmamaktadir. Ayni örnekteki farkli enfeksiyonlarin gözden kaçirilmasina neden olabilmektedir. Ayrica teknikte kullanilan bu klasik yöntemlerin duyarliligi düsüktür, bazi yöntemlerin uygulanmasi uzun zaman almaktadir ve özellikle bazi enfeksiyonlarin erken evrelerinde etmenin belirlenmesine imkân vermemektedir. Bu sebeple bu alanda bir ar-ge çalismasi yapilmasi gerekmektedir. Bulusun Amaci Bulusun ana amaci, farkli örneklerdeki Bruce/la türlerini teshisi ve genotiplenmesi için snp belirteçleri ve kombinasyonlarinin tespiti olup, gelisen yazilim teknolojileri ile filogenetik açidan anlamli gen bölgelerinde türler arasi ayrimi saglayacak Tek Nükleotit Polimorfizmlerinin (SNP) ilk kez tespit edilerek, bu noktalarin kombinasyonlari ile seçilen bakterinin veya bakteri grubunun tanisini, kaynaga bagli olmaksizin yüksek dogrulukta, çoklu örnekte yapabilecek bir bakteriyel tani panelinin ve bu biyoinformatik süreci yürütecek bir yazilimin gelistirilmesinin saglanmasidir. Bulusun amaci, tek bir örnege ait genomik DNA kullanilarak bakteriyel türlerden hangisi veya hangileri ile enfekte oldugunun multipleks reaksiyonlar gerçeklestirilerek yüksek dogrulukta, kisa sürede belirlenebilmesi için hem daha az isgücü ile çoklu örnekte çalisildigi zaman maliyetin düsürülmesi hem de kullanilan sistemin yüksek duyarliligi nedeni ile hatali negatif sonuç vermenin önüne geçilmesinin saglanmasidir. Bulusun baska bir amaci, yapilan islemlerin es zamanli olarak tek bir örnegin DNA'si için degil daha fazla örnegin DNA'si için yapilmasinin saglanmasidir. Bulusun diger bir amaci, farkli kaynaklardan gelen örneklerde karsilasilabilen birincil ve ikincil patojenlerin tek platformda, hizli, erken ve etkin tanisina yönelik Bulusun bir baska amaci, çoklu örnekte farkli bakteri türlerinin türe özgü farkliliklari tespit edilerek, es zamanli taninin yüksek dogrulukta ve duyarlilikta tespit edilmesinin saglanmasidir. Bulusun amaci, Bruce/la türünde ayrimin gerçeklestirilebilmesi için tespit edilen SNP'lerin, tür bazindaki ayrim noktalarinin tespit edilerek, belirlenen SNP noktalarinin türler arasinda genotip farki olusturmasi ve Bruce/la abortus, Bruce/la melitensis, Bruce/la neotomae, Bruce/la ovis, Bruce/la suis arasi tür ayrim profillerinde her bir tür için türlerin bir diger türden ayrilmasini saglayan SNP numaralarinin tespitinin saglanmasidir. Bulusun baska bir amaci, gen dizleri için MySQL v8.0.32 platformu kullanilarak bir veri tabani kurulmasiyla, NCBI Nucleotide veri tabani sorgulama ekrani ve sorgu dizisi indirilerek veri tabanina kaydedilmesi ve böylece 235, 165 ve rpoB gen dizileri hizalama asamasinda kullanilmasinin saglanmasidir. Bulusun amaci, dizi hizalamalarinin dinamik olarak yapilabilmesi için dinamik programlama teknigi kullanilarak, dizi hizalamalarini tür ve cins düzeyinde ve veri yogunluguna bagli biaslardan kaçinma stratejisi gelistirilerek, yerel bir hizalama aracinin gelistirilmesinin saglanmasidir. Bulusun diger amaci, tespit paneli aracina sorgunun girilmesinden SNP tespitine kadar çoklu dizi hizalamalari da dahil olmak üzere birçok basamagi içinde barindiracak sekilde gelistirilmesidir. Bulusun amaci, tespit panelinde kullanilan islemlerden biri olan çoklu dizi hizalama isleminin, hizalama yapilan tüm dizilerin esdeger uzunluklara atanmasi, ayni türe ait farkli suslarin dizilerden, tür içi polimorfizmlerin dizi üzerinde `X' olarak tanimlandigi türü ifade eden nükleotid profilinden ortak bir sablon hazirlanmasi, dizi hizalarinin dogruluk ve hassasiyetini arttirmak, veri yogunluguna bagli biasi azaltmak amaciyla dizilerin tür içinde hizalandiktan sonra olusan %90 uzlasi dizisi (konsensus dizi) hedef kabul edilerek hizalamanin yapilmasi basamaklarina sahip olmasidir. Bruce/la türleri için hizalama çalismalari tamamlanan rpoB dizilerinin nokta taramasi yapilmistir. Elde edilen sablonlarin her bir nükleotid pozisyonunun, istem kümesindeki diger tür sablonlarin esdeger pozisyonlari ile karsilastirilmasi yapilmistir. Karsilastirma sonucunda ayrimsal tanida kullanilabilecek aday noktalar belirlenmis ve her bir aday nokta için tanimlama gücü hesaplanarak bir fark matrisi olusturulmustur. Fark matrisinde çözüm olusmayan nokta çikmamis türlerin ikili kombinasyonlarinda en az 1 en çok 1203 noktanin ayrim potansiyeli belirlenerek aday nokta olarak belirlenen 84 nokta saklanmistir. Ardindan çözüm kümesindeki aday noktalardan asgari kullanim ile ayirt edici en güçlü noktalar hesaplanarak kapsama alanindaki her bir konum için ayirt edici bir nokta belirlenmistir. Hesaplanan konum yogunlugu ile islem sonucunda Bruce/la abortus, Bruce/la melitensis, Bruce/la neotomae, Bruce/la ovis, Bruce/la suis türlerinin ayriminin 846, çikmistir. Bulusun Kisa Açiklamasi Mevcut bulus, yukarida bahsedilen gereksinimleri karsilayan, tüm dezavantajlari ortadan kaldiran ve ilave bazi avantajlar getiren farkli örneklerdeki Bruce/la türlerini teshisi ve genotiplenmesi için SNP belirteçleri ve kombinasyonlari ile Klasik sistemler (mevcut teknik ve literatür çalismalari) ile bakteri türlerinin tanisi ayri ayri yapilmaktadir. Her bir bakteri türünün tanisi için duyarliligi farkli yöntemler kullanilabilmekte ve bazi enfeksiyonlarda erken tani yapilamamakta çoklu enfeksiyonlar gözden kaçabilmektedir. Farkli bakteriler farkli enfeksiyonlara sebep olurlar. Her bir bakterinin de gen dizisi digeri ile ayni degildir, türe özgü farkliliklar gösterirler. Bulus iIe çoklu örnekte farkli bakteri türlerinin bu essiz farkliliklari tespit edilerek; es zamanli tanisi yüksek dogrulukta ve duyarlilikta tespit edilmesi saglanmaktadir. Insanlar hastaligi genellikle enfekte hayvanlarla dogrudan temas yoluyla, kontamine hayvansal ürünleri yiyerek veya içerek ya da havadaki etkenleri soluyarak brusellozu alirlar. Vakalarin çogu, enfekte keçi veya koyunlardan elde edilen pastörize edilmemis süt veya peynirin tüketilmesiyle ortaya çikmaktadir. Bruselloz, hayvanlar tarafindan buIastiriIan en yaygin zoonozIardan biridir ve endemik bölgelerde insan brusellozunun ciddi halk sagligi sonuçlari vardir. Hayvan endüstriIerinin ve sehirlesmenin genislemesi ve hayvancilikta ve gida islemede hijyenik önlemlerin eksikligi, brusellozun bir halk sagligi tehlikesi olarak kalmasini kismen açiklamaktadir (WHO, 2020c). Insanlarda da enfeksiyona sebep olan baslica Bruselloz etkenleri Bruce/la abortus, B. melitensis, B. suis, B. ovis, ve B. neotomae'dir. Bulus iIe Brucella türlerinin bu basvuruya konu olan farkliliklari (SNP'Ier) ilk defa bu çalismada belirlenmistir. Bulusun bir diger özelligi; panelin hedef bakterilerinin izole edildigi örnek veya doku kaynagindan (kan, FFPE dokulari, taze doku, gida örnegi vb.) bagimsiz olarak analizini mümkün hale getirmesidir. Bulusun bir özelligi; tani için her bir bakteride belirlenen prob dizilerinin tespit edilmesini saglamistir. Prob dizilerinin tespiti ilk defa bu çalisma ile tespit edilmistir. Çoklu dizi hizalama islemi sirasinda, yüksek sayida dizi iIe yapildiginda ilk karsilasilan zorluk çok sayidaki dizi arasinda baz çifti uzunluklarinin birbiri ile uyusmamasidir. Bunun için öncelikle veri tabanina kaydedilen nükleotid dizileri uzunluklarina göre hizalanmis, ardindan en uzun dizi kendinden bir sonraki ile hizalandiktan sonra 2. dizinin uzunlugu hizalama sonucuna göre güncellenmistir. Bu islemin ardindan tüm dizilerin uzunlugu en uzun diziyle esitlenmistir. Bu dizilerin tamaminin hizalanmasi amaciyla çok sayida farkli strateji üzerinde durulmustur. Bulusun amaçlarindan biri; tüm dünyada bakteriyel enfeksiyon kaynakli ölümlerin etkenlerinin tanisini yapacak SNP temelli panel ortaya koymaktir. Bulus ile ayrica gelisen bilgisayar ve saglik teknolojileri ile birlikte, gelecek pandemiler ve hizla ilerlemekte olan antibiyotik direnci tehlikesine karsi tani, tedavi ve koruma yollarinin gelistirilmesi araciligi ile toplum sagligina büyük katki saglamasi amaçlanmaktadir. Mevcut teknikte yer alan çözümler ile bu basvuruya konu bulus ile gelistirilen çözümün karsilastirmasi asagida tabloda verilmistir. Tablo a: Mevcut teknik ile bulusun özellikler açisindan karsilastirmasi .. _ BULUS Çgggffi RAKIP sAiçii› sAiçip OZELLIK SNP Klasik ÇOZUM 2 ÇOZUM 3 ÇOZUM 4 Genotipleme PCR qPCR Serolojik Kültür Maliyet ++ + + ++ +++ Hassasiyet ++++ ++ +++ + ++ özgünlük ++++ ++ +++ + + Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen sekiller ve bu sekillere atiflar yapilmak suretiyle yazilan detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir ve bu nedenle degerlendirmenin de bu sekiller ve detayli açiklama göz önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir. Bulusun Detayli Anlatimi Bulus konusu kapsaminda tespit panelinin yapilan analizleri için Altinbas Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlik Fakültesi Yazilim Mühendisligi Bölümü'nde 1080 Ti GPU donanimli bilgisayar kullanilmistir. Çalisma boyunca olusturulan yerel veri tabanlari Microsoft SQL v16.0 ve MySQL v8.0.32 platformlari kullanilarak olusturulmustur. Bulus konusu kapsaminda gelistirilen ODOTool Strateji Temelli yerel HizaIama Araci Python v3.8.10 platformunda hazirlanmis ve Biopython v1.75 kütüphanesinden (Cock vd., 2009) yararlanilmistir. (Deoksiribo Nükleik Asit (DNA), Ribonükleik asid (RNA), Adenin (A), Sitozin (C), Timin (C), Guanin (G) olmaktadir.) Ayrica çalismanin farkIi basamaklarinda C# v9.0 platformu da kullanilmistir. Bulus konusu kapsaminda bakteriyel tani panellerinin olusturulmasi amaciyla 16S ribozomaI DNA, 23S ribozomaI DNA ve RNA poIimeraz Beta aIt ünitesi (rpoB) gen dizileri kullanilmistir. Belirlenen panele ait bakteriyel gen dizilerinin indirilmesi için NCBI, NucIeotide veri tabani sorgulama ekrani ve sorgu etiketleri kullanilarak tarama yapilmistir. Bulus konusu kapsaminda çalisilan cins ve tür düzeyindeki 5 mikroorganizma ile bu mikroorganizmalarin taksonomi, mikrobiyom veya anlamlandirilamayacak sekilde 165 olmak üzere toplam 3760 gen dizisi belirteç tespit analizlerinde kullanilmistir. Gen dizIeri için MySQL v8.0.32 platformu kullanilarak bir veri tabani kurulmustur. NCBI Nucleotide veri tabani sorgulama ekrani ve sorgu etiketleri kullanilarak indiriIerek veri tabanina kaydedilmistir. Veri tabanina her bir gen için fasta formatinda verilen bilgiler (Gen dizisi, erisim numarasi, molekül tipi, organizma adi, taksonomik sinif basamaklari, diziIeme platformu, ürün, izolasyon kaynagi, kültür koleksiyonu biIgisi, serotip- biovar, ikili organizma adi) ile veri tabanina kayit sirasinda verilen bilgiler (Tür no, Dizi no, Girdi no,) esIestiriIerek kayit tamamlanmistir. Daha sonra elde edilen veriler dizi uzunlugu 1000 baz çiftinden küçük ve 5000 baz çiftinden büyük olan, istenilen organizma listesinde olmadigi halde metagenomik çalismalardan gelen, farkIi gen parçalarini barindiran, içinde disinda tutulmustur. Veri temizleme sonrasinda 235, 165 ve rpoB gen dizileri hizalama asamasinda kullanilmistir. Bruce/la abortus, Bruce/la melitensis, Bruce/la neotomae, Bruce/la ovis, Bruce/la suis türlerinin/cinslerinin tür düzeyinde tanimlanmasini ve türler arasinda genotip farki olusturularak tür tespitini saglanmasi için tek bir numunede birden fazla bakteriyel patojenin ya da tür/cins ayriminin yapilmasini saglayan tani panelinin olusturulmasi olup; - sorgularin hazirlanmasi ve açik erisimli veritabanindan indirilmesi, - verilerin istenen kategorilerde kümeleyecek bilgilerin tutularak yerel veri tabanina kaydedilmesi, - gen dizilerinin hizalanarak veri tabaninda yeniden düzenlenmesi, - hizalanan gen dizileri içerisindeki korunmus ve varyasyonel bölgelerin belirlenmesi, - korunmus bölgeler içerisindeki SNP'lerin tespit edilmesi, - tespit edilen SNP'lerin Brucella türlerinin tanisinda kullanilabilecek kombinasyonel bir panel tanimlamasi, islem adimlarindan olusmaktadir. Bu kapsamda yukarida verilen islem basamaklarini gerçeklestirilebilen bir yazilim olarak, Strateji Temelli Yerel Hizalama Araci gelistirilmis ve ilk kez 2020 yilinda yayinlanan makalede (Ugurel vd., 2020a) bahsedilen ODOTool yer almaktadir. Bruce/la türlerinin tek bir panel ile çoklu örnekte tanisinin yapilmasina yönelik prob ve SNP kombinasyonlari tespit paneli, çoklu örnekte farkli bakteri türlerinin bu essiz farkliliklari tespit edilerek; es zamanli tanisi yüksek dogrulukta ve duyarlilikta tespit edilmis olmasini saglamaktadir. Bruce/la türlerinin bu basvuruya konu olan farkliliklari (SNP'ler) ilk defa bu çalismada belirlenmis olup, tani için her bir bakteride belirlenen prob dizileri ilk defa bu çalisma ile tespit edilmistir. Panelin hedef bakteriler olan Bruce/la türlerinin izole edildigi örnek veya doku kaynagindan (kan, FFPE dokulari, taze doku, gida örnegi vb.) bagimsiz olarak analizi mümkün olmaktadir. Asagida tespiti saglanacak Bruce/la türlerinin listesi verilmistir. Belirlenen SNP biyobelirteçlerin, hassasiyet ve özgünlügü BLASTN araci kullanilarak arastirilmistir. Bu dogrulama analizi iki asamali olarak gerçeklestirilmistir. Birinci asamada genotiplemede kullanilacak oligo dizisi yalnizca o organizmaya ait olup, SNP tespitinde kullanilamayan genomlar için arasindan taranarak, tespit edilen SNP'nin tür içi polimorfizm riskine bakilmistir. Ikinci asamada ise ayni panelde bulunan diger türler arasinda bir çapraz reaksiyon riskine karsin tüm genomlarda bulunan bir bölge ile benzerlik olusmasi riski arastirilmistir. Tablo 1. Panelde ayrimi yapilan Bruce/la türlerinin listesi No CINS TÜR 1 Bruce/la abortus 2 Bruce/la melitensis 3 Bruce/la neotomae 4 Bruce/la ovis Bruce/la suis Bes Brucella türünde ayrimin gerçeklestirilebilmesi için tespit edilen SNP'lerin, tür bazindaki ayrim noktalari Tablo 2'de gösterilmistir. Bu çalismada belirlenen SNP noktalari türler arasinda genotip farki olusturmaktadir. Tablo 2. Genotip Kombinasyon Tablosu Bruce/la abortus C T A C Bruce/la melitensis T G A C Bruce/la neotomae C G G C Bruce/la ovis C G A T Bruce/la suis C G A C Hizalama çalismalari tamamlanan rpoB dizileri, nokta taramasi yapilmistir. Elde edilen sablonlarin her bir nükleotid pozisyonunun, istem kümesindeki diger tür sablonlarin esdeger pozisyonlari ile karsilastirilmasi yapilmistir. Karsilastirma sonucunda ayrimsal tanida kullanilabilecek aday noktalar belirlenmis ve her bir aday noktanin için tanimlama gücü hesaplanarak bir fark matrisi olusturulmustur. Fark ikili kombinasyonlarinda en az 1 en çok 1203 noktanin ayrim potansiyeli belirlenerek matrisinde çözüm olusmayan nokta çikmamis türlerin aday nokta olarak belirlenen 84 nokta saklanmistir. Bu asamada kontrol edilen ikili kombinasyon sayisi 85.113'tür. Ardindan çözüm kümesindeki aday noktalardan asgari kullanim ile ayirt edici en güçlü noktalar hesaplanarak kapsama alanindaki her bir konum için ayirt edici bir nokta belirlenmistir. Hesaplanan konum yogunlugu ile islem sonucunda bu 5 türün ayriminin 846, 771, çikmistir Elde edilen in silico sonuçlarin taramasi önce Jalview ile yapilmistir. Bes türün RNA Polimeraz Beta Alt Ünitesi üzerindeki ayrimlarinin Jalview görüntüleri verilmistir. (Sekil - 1) Asagida verilmis olan türler arasi ayrim profillerinde her bir tür için karsisindaki türden ayrildigi SNP numarasi Tablo 3'te ifade edilmistir. Tablo 3. Türler arasi ayrim Matrisi Bruce/la abortus Bruce/la me/itensis 5 N P2 Bruce/la neotomae SN P2 SNP1 Bruce/la ovis SN P2 SN P4 SN P4 Bruce/la suis SNP2 SNP1 SNP3 SNP4 abortus me/itensis neotomae ovis suis Tablo 4. Genotipleri belirlemede kullanilacak nükleotid dizileri Nükleotit dizisi 1 CGCTI'CAAGGGCAT 2 GAAGCTGACCGCGC Tablo 5. Bes türün RNA Polimeraz Beta aIt ünitesi üzerindeki ayrim noktalari ayrim matrisi Nokta Konumlari Bruce/la abortus C T A C Bruce/la melitensis T G A C Bruce/la neotomae C G G C Bruce/la ovis C G A T Bruce/la suis C G A C Elde edilen SNP'Ierin türler arasinda ayriminin gösterilmesi için tür-ayrim matrisi olusturularak ayrimi saglayacak SNP'lerin hangi türleri ayirdigi belirlenmis ve Tablo 6'da verilmistir. matrisi 6. RNA Polimeraz Beta aIt ünitesi üzerindeki SNP'Ier için bes türün ayrim RNA Polimeraz Beta alt birim gen dizisi, yüksek oranda korundugu ve yakindan iliskili türIer arasinda ayrim yapmak için kuIIanilabiIdigi için bakteriyel tanimlama çalismalari için degerli bir gendir. Bu durum, yanlis veya gecikmis teshisin hasta sonuçlari açisindan ciddi sonuçlar dogurabilecegi antibiyotik direnci baglaminda da özellikle önemlidir. Genel olarak, bu önlemlerin uygulanmasi bakteri teshisi alaninda ileriye dogru atilmis önemli bir adimi temsil etmektedir ve önemli bir etki yaratma potansiyeline sahiptir. Dogru teshisin önemine ek olarak, bakteri türleri içindeki genetik çesitliligin anlasilmasi da çok önemlidir. NCBI BLAST araci ile yapilan çalismada NCBI nükleotit veri tabani taranmis ve Bruce/la abortus, Bruce/la melitensis, Bruce/la neotomae, Bruce/la ovis, Bruce/la suis tanisini yapabilecek biyobelirteçler arastirilmistir. BLAST dogrulamalari sonucunda panelde bu 4 noktanin kullanilabilir oldugu belirlenmistir. Belirlenen SNP 1, SNP 2, SNP 3, SNP 4, SNP 5 biyobelirteçlerin hassasiyet ve özgünlügünün arastirilmasini saglayan BLASTN araci olmasidir. Çoklu dizi hizalamalarina bakilmasini ve düzenlenmesini saglayan Jalview araci olmasidir. Elde edilen sonuçlar ile bulus kapsaminda, olusturulan dizileme sonucu elde edilen SNP noktalari ile Bruselloz tanisi için ayrimini saglayacak bir tani paneli olusturulmustur. Böylece önceki tekniklerde kullanilan problara ihtiyaç kalmadan direkt olarak SNP belirteçleri, kombinasyonlari ve noktalarinin belirlenmesi ile türler arasi ayrim yapilmasi saglanmistir. TR TR TR TR TR TRDESCRIPTION OF SNP MARKERS AND COMBINATIONS FOR THE DIAGNOSE AND GENOTYPING OF BRUCELLA SPECIES IN DIFFERENT SAMPLES Technical Field The subject of the invention relates to the use of SNP markers and combinations in a diagnostic panel that enables the identification of Brucella species in different samples with high accuracy and in a short time by performing multiplex reactions using genomic DNA from a single sample, thereby determining which bacterial species are infected. This reduces labor costs, keeps costs low when working with multiple samples, and prevents false or negative results thanks to the high sensitivity of the system used. Previous Techniques: Today, the application and use of rapid diagnostic tools in the healthcare field are of great importance in preventing the inappropriate application of antimicrobial agents. Microorganisms cause various diseases in humans and animals. Microorganisms are single-celled organisms too small to be seen with the naked eye. Bacteria, yeasts, molds, algae, viruses, fungi, and protozoa constitute the basic microorganisms. The definitive diagnosis of disease agents caused by microorganisms is carried out in the laboratory. Therefore, a multifaceted examination is required in samples brought to the laboratory. In these examinations, clinical findings and necropsy results are guiding factors. This is achieved by equipping clinicians with timely and accurate information and using rapid diagnostic tools, which helps them make informed decisions regarding appropriate pharmacological interventions for patients. Diagnostic tools have the potential to facilitate the timely detection and diagnosis of antibiotic-resistant bacterial infections, streamline disease monitoring, and reduce disease transmission. It is essential to consider pragmatic measures to accelerate the advancement and adoption of new diagnostic technologies. Furthermore, as the burden of antimicrobial resistance continues to rise globally, the use of rapid antimicrobial susceptibility testing is becoming an increasingly critical component of treatment planning. Given the importance of reducing unnecessary antibiotic use, developing diagnostic methods that can help treat infections and identify non-infectious inflammatory conditions that do not require antibiotics is of paramount importance. The diagnosis, typing, classification, determination of resistance and susceptibility of microorganisms, elucidation of microorganism-host relationships, and metagenomic studies on microbiomes and microfloras are increasingly being carried out with bioinformatics tools and developing sequencing-genotyping technologies. Bacterial infections are quite common in hospitalized children and adults. In a study by Vincent et al., who examined 3147 patients in 198 intensive care units in 24 European countries, it was reported that patients presented with bacterial infections. (Vincent et al., 2006) In these individuals, infections are associated with high morbidity, mortality, and high healthcare costs (Vos et al., 2020; Lagu et al., 2012). The dangers associated with infection also result in high antibiotic consumption; According to a global point prevalence study, 70% of all ICU patients take at least one antibiotic on any given day, and this high antibiotic use is a direct consequence of the infection-related risks (Vincent et al., 2009). One of the most important steps in the clinical treatment of bacterial infections is the rapid and accurate identification of the causative organism. In addition, as the burden of antimicrobial resistance continues to rise worldwide, the use of rapid antimicrobial susceptibility testing is becoming an increasingly critical component of treatment planning. Reducing unnecessary antibiotic use is important, and developing diagnostic methods that can help treat infections and identify non-infectious inflammatory conditions that do not require antibiotic use is of great importance (Denny et al., 2020; O'Neill). Brucellosis is a contagious, usually subacute and chronic infection caused by bacteria of the Brucella genus. B. abortus and B. melitensis are the main causative agents of brucellosis encountered in livestock. B. melitensis also causes a disease known as Malta fever in humans. Brucellosis is a bacterial disease caused by various Brucella species that mostly infect cattle, pigs, goats, sheep, and dogs. Humans usually acquire the disease through direct contact with infected animals, by eating or drinking contaminated animal products, or by inhaling airborne agents. Cases Most cases arise from the consumption of unpasteurized milk or cheese obtained from infected goats or sheep. Brucellosis is one of the most common zoonoses transmitted by animals, and in endemic areas, human brucellosis has serious public health consequences. The expansion of animal industries and urbanization, and the lack of hygienic measures in animal husbandry and food processing, partly explain why brucellosis remains a public health hazard (WHO, 2020c). The main causative agents of brucellosis in humans are Brucella abortus, B. melitensis, B. suis, B. ovis, and B. neotomae. Diagnosis of each of the Brucella species causing infection is made in separate reactions for each sample, and it is practically impossible to look for multiple infections, and they may be overlooked. This situation leads to loss of labor, financial loss in multiple samples, and This leads to false negative results, especially in the early stages of infection and in multiple infections. Classical serological, biochemical, and culture-based tests, as well as classical PCR and qPCR-based molecular methods, are available for disease control. However, since existing classical methods must be applied separately for each bacterial species, they can lead to overlooking different infections, especially in mass testing and where the sample detection rate is high. Furthermore, the sensitivity of these classical methods is low, some methods are time-consuming to apply, and they do not allow for the identification of the causative agent, especially in the early stages of some infections. The instruments and methods for the CA3111751A1 antibiotic susceptibility test, as seen in the current state of the technique, are described. The description generally refers to molecular diagnostics configured to amplify a single nucleotide polymorphism (SNP) locus and to differentiate between two or more allelic variants of the SNP, indicating the presence or absence of a target allele. This relates to the devices. In some setups, molecular diagnostic devices can detect SNPs associated with resistance or susceptibility to antibiotic treatment of bacterial infections at the point of care. In other aspects, the explanation provides treatment methods for diseases or disorders (e.g., bacterial infections) where treatment is directed by the presence or absence of an allele at an SNP locus as determined by such molecular diagnostic devices. It is a sample preparation module configured to take a biological sample, where the biological sample contains a polynucleotide. It includes a reagent module containing a primer set targeting a single nucleotide polymorphism (SNP) locus in the polynucleotide; an amplification module containing a reaction volume and a heater; and an amplification solution containing a reaction volume and a primer set configured to take the biological sample. The heater amplifies the polynucleotide to produce an output containing a target amplicon containing the SNP locus. It is configured to deliver thermal energy to the reaction volume for amplification. A detection module configured to pick up the target amplicon includes a probe designed to bind to the SNP locus of the target amplicon if the SNP locus contains a target allele. If the SNP locus contains an alternative allele, the aim is to minimize binding to the SNP locus of the target amplicon. The application of the polymorphism to the diagnostic efficacy of rheumatoid arthritis is described. The application of XRCC1 gene polymorphism to the diagnostic efficacy of rheumatoid arthritis and the application of XRCC1 gene SNP loci to the preparation of a detection kit for diagnosing rheumatoid arthritis susceptibility. The correlation between polymorphism of locus 641 of the XRCC1 gene and rheumatoid arthritis has been discovered for the first time. A method and a kit for detecting rheumatoid arthritis susceptibility risk via SNP are presented. It has been revealed that the markers and their uses are described. These are methods for identifying and/or classifying microorganisms using one or more single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the 16S ribosomal RNA of prokaryotes and/or one or more SNPs in the 5.85 ribosomal RNA of eukaryotes. Also, the probes, primers, and kits useful in these methods are explained. Methods for diagnosing sepsis based on these SNPs are also described. The document numbered CN1847852A, seen in the previous technique, describes the rapid mononucleotide polymorphism test strip and the detection method. It describes the method of detecting two polymorphism-based SNPs with a nucleic acid test strip. Various polymorphism-based SNPs are detected using a nucleic acid test strip. The methods for detecting SNPs and the application of detection methods in the molecular diagnosis of human genetic diseases related to SNPs, the detection of drug-resistant gene mutations in bacteria, viruses, and other pathogenic microbes, the detection and screening of differences in drug reactions in the human body, and the screening and typing of SNPs as a genetic basis of human health are all related to this field. A method for rapidly detecting single-base mutations in a nucleic acid sequence using amplification techniques, single nucleotide extension techniques, and nucleic acid strip detection techniques is employed. Test strips are used for rapid nucleic acid diagnosis in the field of rapid detection and typing of single nucleotide polymorphisms. Furthermore, the use of a kit for rapid detection of single nucleotide polymorphisms in a nucleic acid sequence is also discussed. The current technique is covered by patent number TR 2016/08981 registered in the name of the inventors. The invention, numbered 2016/08981, concerns probes, SNP markers, and SNP combinations used for the identification of bacterial species. Specifically, the invention describes species-level identification of the bacterial species in question, including species-specific SNP markers, SNP marker combinations, and probes for determining these SNP markers. This technique allows for detection and identification using forward and reverse probes. Unlike existing techniques cited, and particularly application 2016/08981, this invention allows for the detection of multiple Bruce/Ia species with a single kit, eliminating the need for reverse and forward probes and identifying different SNPs. The current state of the technique describes classical serological, biochemical, and culture-based tests, as well as classical PCR and qPCR-based molecular methods, used for disease control. However, existing classical methods require separate application for each bacterial species. Because it is necessary, it is not profitable in terms of labor and cost, especially for mass testing and reference laboratories with high sample identification rates. It can lead to overlooking different infections in the same sample. In addition, the sensitivity of these classical methods used in the technique is low, the application of some methods is time-consuming, and it does not allow the identification of the causative agent, especially in the early stages of some infections. For this reason, R&D work is needed in this field. Purpose of the Invention The main purpose of the invention is to identify SNP markers and combinations for the diagnosis and genotyping of Bruce/Ia species in different samples, and to enable the first detection of Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) that will provide interspecies differentiation in phylogenetically significant gene regions with developing software technologies, and to enable the diagnosis of the selected bacterium or bacterial group with high accuracy in multiple samples, regardless of the source, using combinations of these points. The aim of this invention is to develop a bacterial diagnostic panel and software to carry out this bioinformatic process. The goal is to enable the identification of which bacterial species are infected with a single sample using genomic DNA, through multiplex reactions, with high accuracy and in a short time. This will reduce costs by working with multiple samples with less labor, and the high sensitivity of the system will prevent false negative results. Another aim of the invention is to enable the simultaneous processing of DNA from multiple samples, not just a single sample. A further objective is to provide a platform for the rapid, early, and effective diagnosis of primary and secondary pathogens that may be encountered in samples from different sources. Finally, the invention aims to identify species-specific differences among different bacterial species in multiple samples. The aim of this invention is to enable simultaneous diagnosis with high accuracy and sensitivity by identifying the detected SNPs. The goal is to determine the species-based differentiation points of the identified SNPs for the Bruce/la species, to identify the genotypic differences between species based on these determined SNP points, and to identify the SNP numbers that distinguish each species from another in the species differentiation profiles of Bruce/la abortus, Bruce/la melitensis, Bruce/la neotomae, Bruce/la ovis, and Bruce/la suis. Another aim of this invention is to establish a database using the MySQL v8.0.32 platform for gene sequences, to download and save the NCBI Nucleotide database query screen and query sequence to the database, and thus to enable the use of 235, 165, and rpoB gene sequences in the alignment phase. The aim of this invention is to develop a local alignment tool that uses dynamic programming techniques to enable dynamic sequence alignments, performing sequence alignments at the species and genus level while avoiding data density biases. Another aim of the invention is to develop a multi-stage alignment tool that includes multiple sequence alignments, from query entry to SNP detection. The goal of this invention is to improve the accuracy and precision of sequence alignments by assigning all aligned sequences to equivalent lengths, creating a common template from sequences representing different strains of the same species, identifying intraspecific polymorphisms as 'X' on the sequence, and reducing data density bias by classifying the sequences by species. The alignment process involves using the 90% consensus sequence (consensus sequence) as the target for alignment. Point scanning was performed on the rpoB sequences for Bruce/Ia strains, where alignment studies were completed. Each nucleotide position of the resulting patterns was compared with equivalent positions in other strain patterns in the request set. Candidate points that could be used for differential diagnosis were identified, and a difference matrix was created by calculating the identification power for each candidate point. In the difference matrix, for pairwise combinations of strains where no solution point was found, the discrimination potential of at least 1 and at most 1203 points was determined, and 84 points identified as candidate points were stored. Then, the strongest discriminatory points with minimum usage were calculated from the candidate points in the solution set, and a discriminatory point was determined for each position in the coverage area. The calculated location density and the resulting process showed that 846 species of Bruce/Ia abortus, Bruce/Ia melitensis, Bruce/Ia neotomae, Bruce/Ia ovis, and Bruce/Ia suis could be distinguished. Brief Description of the Discovery: This discovery addresses the aforementioned requirements, eliminates all disadvantages, and offers additional advantages by providing SNP markers and combinations for the identification and genotyping of Bruce/Ia species in different samples. Classical systems (existing techniques and literature studies) identify bacterial species individually. Different methods with varying sensitivity can be used for the identification of each bacterial species, and early diagnosis may not be possible in some infections, leading to multiple infections being overlooked. Different bacteria cause different infections. Furthermore, the gene sequence of each bacterium is not identical to the others; they exhibit species-specific differences. This discovery allows for the identification of different bacterial species in multiple samples using this unique method. By identifying the differences, simultaneous diagnosis is ensured with high accuracy and sensitivity. Humans usually acquire brucellosis through direct contact with infected animals, by eating or drinking contaminated animal products, or by inhaling airborne agents. Most cases occur through the consumption of unpasteurized milk or cheese obtained from infected goats or sheep. Brucellosis is one of the most common zoonoses transmitted by animals, and in endemic areas, human brucellosis has serious public health consequences. The expansion of animal industries and urbanization, and the lack of hygienic measures in animal husbandry and food processing, partly explain why brucellosis remains a public health hazard (WHO, 2020c). The main agents of brucellosis that cause infection in humans are Brucella abortus and B. The Brucella species included are B. melitensis, B. suis, B. ovis, and B. neotomae. This study is the first to identify the differences (SNPs) between Brucella species that are the subject of this application. Another feature of the discovery is that it allows for the analysis of the target bacteria independently of the sample or tissue source from which they are isolated (blood, FFPE tissues, fresh tissue, food sample, etc.). A key feature of the discovery is that it enables the identification of probe sequences determined in each bacterium for diagnosis. The identification of probe sequences was determined for the first time in this study. During the multiple sequence alignment process, the first difficulty encountered when working with a large number of sequences is the mismatch of base pair lengths among the many sequences. For this reason, the nucleotide sequences recorded in the database were first aligned according to their lengths, and then the longest sequence was separated from itself. After alignment with the next sequence, the length of the second sequence was updated according to the alignment result. Following this process, the length of all sequences was equalized to the longest sequence. Numerous different strategies were considered to align all these sequences. One of the aims of the invention is to develop an SNP-based panel that will diagnose the causative agents of bacterial infection-related deaths worldwide. The invention also aims to make a significant contribution to public health by developing diagnostic, treatment, and prevention methods against future pandemics and the rapidly advancing threat of antibiotic resistance, in conjunction with developing computer and health technologies. A comparison of the solutions in the current technique and the solution developed in this invention is given in the table below. Table a: Comparison of the current technique and the invention in terms of features. _ INVENTION COMPETITOR The structural and characteristic features and all the advantages of the invention will be more clearly understood thanks to the figures given below and the detailed explanation written by referring to these figures, and therefore the evaluation should be made taking these figures and detailed explanation into consideration. Detailed Description of the Invention For the analyses of the detection panel within the scope of the invention, a computer with 1080 Ti GPU hardware was used in the Software Engineering Department of the Faculty of Engineering and Architecture at Altinbas University. Local databases created throughout the study were created using Microsoft SQL v16.0 and MySQL v8.0.32 platforms. The ODOTool Strategy-Based Local Alignment Tool, developed within the scope of this invention, was prepared on the Python v3.8.10 platform and utilized the Biopython v1.75 library (Cock et al., 2009). (The components are Deoxyribonucleic Acid (DNA), Ribonucleic Acid (RNA), Adenine (A), Cytosine (C), Thymine (C), and Guanine (G)). Additionally, the C# v9.0 platform was used in different stages of the study. Within the scope of this invention, 16S ribosomal DNA, 23S ribosomal DNA, and RNA polymerase beta subunit (rpoB) gene sequences were used to create bacterial diagnostic panels. The NCBI Nucleotide database query screen was used to download the bacterial gene sequences belonging to the determined panel. Searches were conducted using query tags. Within the scope of this study, 5 microorganisms at the genus and species level, along with 165 microorganisms whose taxonomic, microbiome, or other aspects were not immediately apparent, totaling 3760 gene sequences, were used in marker detection analyses. A database was established using the MySQL v8.0.32 platform for the gene sequences. The NCBI Nucleotide database was downloaded and saved using the query screen and query tags. For each gene, the information provided in fasta format (Gene sequence, accession number, molecular type, organism name, taxonomic class ranks, sequencing platform, product, isolation source, culture collection information, serotype-biovar, binary organism name) was matched with the information provided during database registration (Species no., Sequence no., Entry no.) to ensure accuracy. The process has been completed. Subsequently, the obtained data were excluded if they contained gene fragments with sequence lengths smaller than 1000 base pairs and larger than 5000 base pairs, and if they were not in the desired organism list but came from metagenomic studies. After data cleaning, the 235, 165, and rpoB gene sequences were used in the alignment phase. The goal was to create a diagnostic panel that enables the identification of multiple bacterial pathogens or species/genera in a single sample to determine the species/genera of Bruce/la abortus, Bruce/la melitensis, Bruce/la neotomae, Bruce/la ovis, and Bruce/la suis at the species level and to establish genotypic differences between species for species identification; - preparing and downloading queries from an open-access database, - storing information that will cluster the data in the desired categories and saving it to the local database. The process consists of the following steps: - aligning gene sequences and rearranging them in the database, - identifying conserved and variational regions within the aligned gene sequences, - detecting SNPs within conserved regions, - defining a combinatorial panel of identified SNPs that can be used in the diagnosis of Brucella species. In this context, a software capable of performing the above-mentioned steps, the Strategy-Based Local Alignment Tool (ODOTool), first mentioned in the article published in 2020 (Ugurel et al., 2020a), is included. This probe and SNP combination detection panel, designed for the diagnosis of Brucella species in multiple samples using a single panel, enables the detection of unique differences in different bacterial species in multiple samples, allowing for simultaneous diagnosis with high accuracy and sensitivity. This application focuses on Brucella species. The differences (SNPs) were determined for the first time in this study, and the probe sequences identified in each bacterium for diagnosis were determined for the first time in this study. Analysis of the target bacteria, Bruce/Ia species, is possible independently of the sample or tissue source from which they were isolated (blood, FFPE tissues, fresh tissue, food sample, etc.). A list of Bruce/Ia species that can be detected is given below. The sensitivity and specificity of the determined SNP biomarkers were investigated using the BLASTN tool. This validation analysis was performed in two stages. In the first stage, the oligo sequence to be used in genotyping was scanned among genomes that belong only to that organism and cannot be used in SNP detection, and the intraspecific polymorphism risk of the detected SNP was examined. In the second stage, the risk of cross-reaction among other species in the same panel was investigated, specifically the risk of similarity occurring through a region present in all genomes. Table 1. List of Brucella species separated in the panel No. GENUS SPECIES 1 Brucella abortus 2 Brucella melitensis 3 Brucella neotomae 4 Brucella ovis Brucella suis The SNPs identified to enable differentiation among the five Brucella species, and their species-based differentiation points, are shown in Table 2. The SNP points determined in this study create genotypic differences between species. Table 2. Genotype Combination Table Bruce/la abortus C T A C Bruce/la melitensis T G A C Bruce/la neotomae C G G C Bruce/la ovis C G A T Bruce/la suis C G A C The rpoB sequences, for which alignment studies were completed, underwent point scanning. Each nucleotide position of the obtained templates was compared with equivalent positions of other species templates in the request set. As a result of the comparison, candidate points that can be used in differential diagnosis were determined, and a difference matrix was created by calculating the identification power for each candidate point. In the difference pair combinations, the discrimination potential of at least 1 and at most 1203 points was determined, and 84 points that were determined as candidate points of species for which no point was found in the matrix were stored. The number of pair combinations checked at this stage is 85,113. Next, the strongest discriminative points were calculated from the candidate points in the solution set with minimum usage, and a discriminative point was determined for each location in the coverage area. The calculated location density resulted in 846,771 discriminative points for these 5 species. The in silico results were first scanned using Jalview. Jalview images of the discriminative points of the five species on the RNA Polymerase Beta Subunit are given (Figure 1). In the interspecies discrimination profiles given below, the SNP number that distinguishes each species from the opposite species is expressed in Table 3. Table 3. Interspecies Discrimination Matrix Bruce/la abortus Bruce/la me/itensis 5 N P2 Bruce/la neotomae SN P2 SNP1 Bruce/la ovis SN P2 SN P4 SN P4 Bruce/la suis SNP2 SNP1 SNP3 SNP4 abortus me/itensis neotomae ovis suis Table 4. Nucleotide Sequences to be Used in Genotype Determination Nucleotide Sequence 1 CGCTI'CAAGGGCAT 2 GAAGCTGACCGCGC Table 5. Discrimination points on the RNA Polymerase Beta subunit of five species Discrimination matrix Point Positions Bruce/la abortus C T A C Bruce/la melitensis T G A C Bruce/la neotomae C G G C Bruce/la ovis C G A T Bruce/la suis C G A C To show the interspecies discrimination of the obtained SNPs, a species-discrimination matrix was created. The types of SNPs that differentiate between bacteria have been identified and are given in Table 6. The RNA Polymerase Beta subunit gene sequence is a valuable gene for bacterial identification studies because it is highly conserved and can be used to differentiate between closely related species. This is particularly important in the context of antibiotic resistance, where incorrect or delayed diagnosis can have serious consequences for patient outcomes. Overall, the implementation of these measures represents a significant step forward in the field of bacterial diagnosis and has the potential to create a significant impact. In addition to the importance of accurate diagnosis, understanding the genetic diversity within bacterial species is also crucial. In this study, conducted using the NCBI BLAST tool, the NCBI nucleotide database was searched to identify biomarkers that could diagnose Bruce/Ia abortus, Bruce/Ia melitensis, Bruce/Ia neotomae, Bruce/Ia ovis, and Bruce/Ia suis. BLAST validations determined that these four points were usable in the panel. The BLASTN tool allows for the investigation of the sensitivity and specificity of the identified SNP 1, SNP 2, SNP 3, SNP 4, and SNP 5 biomarkers. Jalview is a tool that allows for the examination and editing of multiple sequence alignments. Based on the results obtained, a diagnostic panel was created within the scope of this study to differentiate between Brucellosis diagnoses using the SNP points obtained from sequencing. Thus, interspecies differentiation is achieved by directly identifying SNP markers, combinations, and points without the need for probes used in previous techniques.

Claims (1)

1.1.
TR2023/010449A 2023-08-25 2023-08-25 SNP MARKERS AND THEIR COMBINATIONS FOR DIAGNOSIS AND GENOTYPING OF BRUCELLA SPECIES IN DIFFERENT SAMPLES TR2023010449A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TR2023/010449A TR2023010449A1 (en) 2023-08-25 2023-08-25 SNP MARKERS AND THEIR COMBINATIONS FOR DIAGNOSIS AND GENOTYPING OF BRUCELLA SPECIES IN DIFFERENT SAMPLES
PCT/TR2024/050979 WO2025048754A1 (en) 2023-08-25 2024-08-22 Snp markers and combinations for diagnosis and genotyping brucella species in different samples

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TR2023/010449A TR2023010449A1 (en) 2023-08-25 2023-08-25 SNP MARKERS AND THEIR COMBINATIONS FOR DIAGNOSIS AND GENOTYPING OF BRUCELLA SPECIES IN DIFFERENT SAMPLES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TR2023010449A1 true TR2023010449A1 (en) 2025-03-21

Family

ID=94820151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TR2023/010449A TR2023010449A1 (en) 2023-08-25 2023-08-25 SNP MARKERS AND THEIR COMBINATIONS FOR DIAGNOSIS AND GENOTYPING OF BRUCELLA SPECIES IN DIFFERENT SAMPLES

Country Status (2)

Country Link
TR (1) TR2023010449A1 (en)
WO (1) WO2025048754A1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1847852B (en) 2006-05-10 2010-04-07 杭州优思达生物技术有限公司 Fast mononucleotide polymorphism detecting test paper strip and its detection method
AU2014273850A1 (en) 2013-05-29 2015-12-17 Immunexpress Pty Ltd Microbial markers and uses therefor
TR201608981A1 (en) 2016-06-28 2018-01-22 Dilek Balik Bacterial diagnostic tool
CN107400708B (en) 2017-06-01 2018-11-30 南昌大学第二附属医院 Purposes of the XRCC1 gene pleiomorphism in rheumatic arthritis diagnosis validity
JP2021534804A (en) 2018-09-03 2021-12-16 ビスビュー メディカル,インコーポレイテッド Equipment and methods for antibiotic susceptibility testing

Also Published As

Publication number Publication date
WO2025048754A1 (en) 2025-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Toz et al. A real-time ITS1-PCR based method in the diagnosis and species identification of Leishmania parasite from human and dog clinical samples in Turkey
Boubaker et al. A multiplex PCR for the simultaneous detection and genotyping of the Echinococcus granulosus complex
Iraola et al. A novel real-time PCR assay for quantitative detection of Campylobacter fetus based on ribosomal sequences
WO2008147879A1 (en) Automated method and device for dna isolation, sequence determination, and identification
Spotin et al. Designing and conducting in silico analysis for identifying of Echinococcus spp. with discrimination of novel haplotypes: an approach to better understanding of parasite taxonomic
Price et al. Accurate and rapid identification of the Burkholderia pseudomallei near-neighbour, Burkholderia ubonensis, using real-time PCR
Wally et al. Plasmid DNA contaminant in molecular reagents
Kılıç et al. Brucella melitensis and Brucella abortus genotyping via real-time PCR targeting 21 variable genome loci
Abdel-Glil et al. Phylogenomic analysis of Campylobacter fetus reveals a clonal structure of insertion element IS Cfe1 positive genomes
Grillova et al. Core genome sequencing and genotyping of Leptospira interrogans in clinical samples by target capture sequencing
Das et al. Veterinary diagnostics: growth, trends, and impact
US20250188550A1 (en) Methods and compositions for drug resistance screening
Nyasinga et al. A six-member SNP assay on the iPlex MassARRAY platform provides a rapid and affordable alternative for typing major African Staphylococcus aureus types
Weber et al. Role of molecular epidemiology in infection control
Couzinet et al. High-density DNA probe arrays for identification of staphylococci to the species level
Saeed et al. Real-time polymerase chain reaction: applications in diagnostic microbiology
Lee et al. A multiplex real-time PCR assay for differential identification of avian Chlamydia
TR2023010449A1 (en) SNP MARKERS AND THEIR COMBINATIONS FOR DIAGNOSIS AND GENOTYPING OF BRUCELLA SPECIES IN DIFFERENT SAMPLES
Podder et al. Typing of Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis isolates from Newfoundland using fragment analysis
EP4536860A1 (en) Snp markers and combinations for diagnosis and genotyping brucella species in different samples
de Souza Santos et al. High-resolution melting (HRM) for rapid MLST analysis of Neisseria meningitidis
JP7540730B2 (en) How to Test for Rheumatoid Arthritis
Korshoj et al. BOCS: DNA k-mer content and scoring for rapid genetic biomarker identification at low coverage
WO2023021978A1 (en) Method for examining autoimmune disease
Abu-Helu et al. Molecular Identification of Echinococcus spp. and other Taeniid Tapeworms Using Next Generation Sequence Analysis of PCR Amplified 18s rRNA gene