Original Title: Successful Application of Site-directed Mutagenesis Polymerase Chain Reaction to Mutate TMS 11 of the Staphylococcal Multidrug Efflux Protein QacA
Source: doi.org/10.31817/vjas.2020.3.1.04
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការអនុវត្តជោគជ័យនៃប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់ប៉ូលីមេរ៉ាសសម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូរហ្សែនដោយផ្ទាល់ទីតាំង ដើម្បីផ្លាស់ប្តូរ TMS 11 នៃប្រូតេអ៊ីនបូមបញ្ចេញថ្នាំ QacA របស់បាក់តេរី Staphylococcal

ចំណងជើងដើម៖ Successful Application of Site-directed Mutagenesis Polymerase Chain Reaction to Mutate TMS 11 of the Staphylococcal Multidrug Efflux Protein QacA

អ្នកនិពន្ធ៖ Nguyen Thi Hang, Vu Duc Hanh, Dam Van Phai, Lai Thi Lan Huong, Nguyen Thi Phuong, Le Van Truong, Mohsen Chitsaz, Melissa H Brown

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2020, Vietnam Journal of Agricultural Sciences

វិស័យសិក្សា៖ Molecular Biology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ បាក់តេរី Staphylococcus aureus បង្កជាបញ្ហាប្រឈមយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរក្នុងការព្យាបាល ដោយសារសមត្ថភាពស៊ាំនឹងថ្នាំអង់ទីប៊ីយ៉ូទិកយ៉ាងឆាប់រហ័ស តាមរយៈការប្រើប្រាស់ប្រូតេអ៊ីនបូមបញ្ចេញថ្នាំ (Efflux pump) ដូចជា QacA។ ការសិក្សាស្វែងយល់ពីរចនាសម្ព័ន្ធលម្អិតនៃប្រូតេអ៊ីននេះ គឺជារឿងចាំបាច់បំផុតដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាស៊ាំនឹងថ្នាំ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់ប៉ូលីមេរ៉ាស (PCR) ធ្វើមុយតាស្យុង ឬការផ្លាស់ប្តូរហ្សែនដោយកំណត់ទីតាំង ដើម្បីសិក្សាលើអាស៊ីតអាមីណូនៅក្នុងចម្រៀក Transmembrane ទី១១ (TMS 11) នៃប្រូតេអ៊ីន QacA។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Site-Directed Mutagenesis PCR
ប្រតិកម្ម PCR ផ្លាស់ប្តូរហ្សែនកំណត់ទីតាំង
មានភាពសុក្រឹតខ្ពស់ និងមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការផ្លាស់ប្តូរអាស៊ីតអាមីណូគោលដៅជាក់លាក់ណាមួយ (Single amino acid substitution)។ ទាមទារការរចនាប្រ៊ីម័រ (Primer) យ៉ាងច្បាស់លាស់ និងការកំណត់លក្ខខណ្ឌប្រតិកម្ម (PCR conditions) ឱ្យបានត្រឹមត្រូវបំផុត។ អាចបង្កើតហ្សែនកាឡៃ qacA ចំនួន ១៥ ទីតាំងផ្សេងគ្នាបានយ៉ាងជោគជ័យ។
Restriction Enzyme Digestion Screening
ការច្រោះរកហ្សែនកាឡៃតាមរយៈការវិភាគអង់ស៊ីមកាត់ផ្តាច់
ជាវិធីសាស្ត្ររហ័ស និងចំណាយតិចសម្រាប់ការច្រោះរកកោសិកាដែលទទួលហ្សែនកាឡៃបានជោគជ័យ។ មិនអាចពិនិត្យមើលកំហុស ឬការប្រែប្រួលហ្សែនដោយចៃដន្យផ្សេងទៀតបានទេ ហើយតម្រូវឱ្យមានការបន្ថែមតំបន់កាត់ផ្តាច់ (Restriction site) ទៅក្នុងប្រ៊ីម័រ។ អាចបញ្ជាក់ពីអត្ថិភាពនៃហ្សែនកាឡៃចំនួន ៨ ក្នុងចំណោម ១៥ មុនពេលបញ្ជូនទៅតម្រៀបលំដាប់ DNA។
DNA Sequencing
ការតម្រៀបលំដាប់ DNA ដើម្បីបញ្ជាក់លទ្ធផល
ផ្តល់លទ្ធផលត្រឹមត្រូវ ១០០% ដោយអាចបញ្ជាក់ទាំងទីតាំងដែលបានកាឡៃ និងធានាថាមិនមានការប្រែប្រួលខុសប្រក្រតីនៅទីតាំងផ្សេង។ មានតម្លៃថ្លៃ ចំណាយពេលយូរ និងទាមទារការបញ្ជូនសំណាកទៅកាន់មន្ទីរពិសោធន៍ឯកទេស (ដូចជា AGRF នៅប្រទេសអូស្ត្រាលី)។ បញ្ជាក់យ៉ាងច្បាស់លាស់នូវភាពត្រឹមត្រូវនៃហ្សែនកាឡៃ qacA ទាំង ១៥ ដោយគ្មានកំហុសនៅទីតាំងផ្សេង។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារមន្ទីរពិសោធន៍ជីវវិទ្យាម៉ូលេគុល (Molecular Biology Lab) ដែលបំពាក់ឧបករណ៍ទំនើបៗ និងសារធាតុគីមីដែលមានតម្លៃថ្លៃ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះគឺជាការស្រាវជ្រាវក្នុងកម្រិតមន្ទីរពិសោធន៍ (In vitro) ដែលធ្វើឡើងដោយសាកលវិទ្យាល័យកសិកម្មវៀតណាម សហការជាមួយសាកលវិទ្យាល័យ Flinders អូស្ត្រាលី ដោយប្រើប្រាស់ហ្សែន qacA របស់បាក់តេរី Staphylococcus aureus ប្រភេទគំរូ។ ទោះបីជាមិនមានភាពលំអៀងខាងប្រជាសាស្ត្រក៏ដោយ ប៉ុន្តែការសិក្សានេះមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងសម្រាប់កម្ពុជា ព្រោះការស៊ាំនឹងថ្នាំអង់ទីប៊ីយ៉ូទិក (AMR) របស់បាក់តេរីបង្កជំងឺ គឺជាបញ្ហាសុខភាពសាធារណៈដ៏ធ្ងន់ធ្ងរ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកទេសផ្លាស់ប្តូរហ្សែនកំណត់ទីតាំងនេះ គឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងសម្រាប់ការកសាងសមត្ថភាពស្រាវជ្រាវកម្រិតខ្ពស់នៅប្រទេសកម្ពុជា។

ការបំពាក់បំប៉នជំនាញជីវវិទ្យាម៉ូលេគុលនេះដល់អ្នកស្រាវជ្រាវកម្ពុជា នឹងអនុញ្ញាតឱ្យយើងឈានមុខក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហាស៊ាំនឹងថ្នាំអង់ទីប៊ីយ៉ូទិកដោយខ្លួនឯង ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពភាព។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃជីវវិទ្យាម៉ូលេគុល (Molecular Biology Basics): និស្សិតត្រូវស្វែងយល់ឱ្យបានច្បាស់ពីយន្តការនៃការចម្លង DNA, មុខងាររបស់ប្រូតេអ៊ីន, ផ្លាស្មីត (Plasmid vector), និងទ្រឹស្តីនៃប្រតិកម្មប៉ូលីមេរ៉ាស (PCR)។
  2. ហ្វឹកហាត់ប្រើប្រាស់កម្មវិធីជីវព័ត៌មានវិទ្យា (Bioinformatics Software): រៀនប្រើប្រាស់កម្មវិធីដូចជា NEBcutter V2.0 ដើម្បីស្វែងរកទីតាំងកាត់ផ្តាច់អង់ស៊ីម និង CLC Sequence ViewerSequencher ដើម្បីវិភាគលំដាប់ DNA។
  3. ការរចនាប្រ៊ីម័រសម្រាប់ការកាឡៃហ្សែន (Primer Design for Mutagenesis): អនុវត្តការរចនាប្រ៊ីម័រអូលីហ្គោនុយក្លេអូទីត (Oligonucleotide primers) ដោយបញ្ចូលកូដុង (Codon) ថ្មីដូចជា Cysteine និងកំណត់ទីតាំង Restriction site ដោយប្រុងប្រយ័ត្ន។
  4. ការអនុវត្តបច្ចេកទេសមន្ទីរពិសោធន៍ផ្ទាល់ (Wet Lab Techniques): ហ្វឹកហាត់បច្ចេកទេសចម្រាញ់ DNA, ការធ្វើប្រតិកម្ម Site-directed mutagenesis PCR, ការរត់ Gel electrophoresis, និងការផ្ទេរហ្សែនចូលកោសិកា Competent E. coli DH5α
  5. ការវិភាគ និងផ្ទៀងផ្ទាត់លទ្ធផល (Result Validation & Analysis): រៀនពីរបៀបច្រោះរកបាក់តេរីដែលជោគជ័យតាមរយៈការកាត់ដោយអង់ស៊ីម (Restriction digestion) និងរបៀបអានទិន្នន័យដែលបានពីការតម្រៀបលំដាប់ DNA (Sanger Sequencing)។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Site-directed mutagenesis PCR (ប្រតិកម្ម PCR ផ្លាស់ប្តូរហ្សែនកំណត់ទីតាំង) ជាវិធីសាស្ត្រក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ជីវវិទ្យាម៉ូលេគុល ដែលប្រើប្រាស់ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់ប៉ូលីមេរ៉ាស (PCR) ដើម្បីបង្កើតបម្រែបម្រួល (Mutation) ឬផ្លាស់ប្តូរនៅទីតាំងជាក់លាក់ណាមួយនៃលំដាប់ DNA ដែលចង់សិក្សា។ ដូចជាការកែរវាយអត្ថបទក្នុងឯកសារ Word ដោយដកពាក្យមួយចេញ ហើយជំនួសដោយពាក្យថ្មីមួយទៀតនៅត្រង់បន្ទាត់ច្បាស់លាស់ណាមួយដែលយើងចង់កែ។
Multidrug efflux protein (ប្រូតេអ៊ីនបូមបញ្ចេញថ្នាំ) ជាប្រូតេអ៊ីនដែលមានទីតាំងនៅលើភ្នាសកោសិការបស់បាក់តេរី ដែលមានតួនាទីបូមបញ្ចេញសារធាតុពុល ឬថ្នាំអង់ទីប៊ីយ៉ូទិកចេញពីក្នុងកោសិកា ដើម្បីធ្វើឱ្យបាក់តេរីអាចរស់រានមានជីវិតបាន (ដែលជាមូលហេតុនៃការស៊ាំនឹងថ្នាំ)។ ដូចជាម៉ាស៊ីនបូមទឹកដែលបូមទឹកចេញពីទូកដែលលិច ដើម្បីការពារកុំឱ្យទូកលិចបាត់។
Transmembrane segments (ចម្រៀកឆ្លងកាត់ភ្នាស) គឺជាផ្នែកនៃម៉ូលេគុលប្រូតេអ៊ីន ដែលលាតសន្ធឹងកាត់ទម្លុះភ្នាសកោសិកា (Cell membrane) ជាញឹកញាប់មានតួនាទីជាច្រក ឬបំពង់សម្រាប់ដឹកជញ្ជូនសារធាតុចេញចូលកោសិកា។ ដូចជាបំពង់ទុយោដែលចោះទម្លុះឆ្លងកាត់ជញ្ជាំងផ្ទះ ដើម្បីបង្ហូរទឹកពីក្នុងផ្ទះចេញទៅក្រៅ។
Cysteine-scanning mutagenesis (ការធ្វើមុយតាស្យុងស្កែនរក Cysteine) ជាបច្ចេកទេសស្រាវជ្រាវដែលជំនួសអាស៊ីតអាមីណូផ្សេងៗម្តងមួយៗដោយអាស៊ីតអាមីណូប្រភេទ Cysteine ដើម្បីសិក្សាពីរចនាសម្ព័ន្ធ និងមុខងារលម្អិតនៃផ្នែកនីមួយៗរបស់ប្រូតេអ៊ីននៅលើភ្នាស។ ដូចជាការសាកល្បងដោះដូរសោទ្វារម្តងមួយៗ ដើម្បីចង់ដឹងថាតើសោមួយណាជាគន្លឹះសំខាន់ដែលអាចបើកទ្វារបាន។
Restriction endonuclease (អង់ស៊ីមកាត់ផ្តាច់) ជាប្រភេទអង់ស៊ីមដែលអាចសម្គាល់លំដាប់កូដ DNA ជាក់លាក់ណាមួយ ហើយធ្វើការកាត់ផ្តាច់ខ្សែ DNA នៅត្រង់ទីតាំងនោះ ដែលគេប្រើប្រាស់ជាទូទៅសម្រាប់ការវិភាគ ឬកាត់តហ្សែន។ ដូចជាកន្ត្រៃវេទមន្តដែលកាត់ក្រដាសតែនៅត្រង់កន្លែងណាដែលមានសរសេរពាក្យថា "កាត់ទីនេះ" ប៉ុណ្ណោះ។
Plasmid vector (វ៉ិចទ័រផ្លាស្មីត) ជាម៉ូលេគុល DNA រាងជារង្វង់តូចៗដែលនៅដាច់ដោយឡែកពីក្រូម៉ូសូមរបស់បាក់តេរី ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ជាយានសម្រាប់ដឹកនាំហ្សែនកាឡៃ ឬហ្សែនគោលដៅបញ្ចូលទៅក្នុងកោសិកា។ ដូចជារថយន្តដឹកជញ្ជូន (Delivery truck) ដែលដឹកយកកញ្ចប់ទំនិញ (ហ្សែនថ្មី) ចូលទៅក្នុងរោងចក្រ (កោសិកាបាក់តេរី)។
Transformation (ការផ្ទេរហ្សែនចូលកោសិកា) ជាដំណើរការនៃការបញ្ចូល DNA ពីខាងក្រៅ (ដូចជាផ្លាស្មីត) ទៅក្នុងកោសិកាបាក់តេរីរស់ (ដូចជា E. coli) ដែលជួយឱ្យបាក់តេរីនោះទទួលបានលក្ខណៈ ឬមុខងារថ្មីពីហ្សែននោះ។ ដូចជាការដំឡើងកម្មវិធីថ្មី (App) ទៅក្នុងទូរស័ព្ទដៃ ដើម្បីឱ្យវាមានមុខងារថ្មីបន្ថែមទៀត។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖