SCOPUS
SCIE
Vulnerability of DNA hybridization in soils is due to Mg<sup>2+</sup> ion induced DNA aggregation
저자
Wang, Xiaofang ; Kweon, Hyojin ; Lee, Seokho ; Shin, Hyejin ; Chua, Beelee ; Liles, Mark R. ; Lee, Ming-kuo ; Son, Ahjeong
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
300-308(9쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>The NanoGene assay is an inhibitor-resistant gene quantification assay based on magnetic bead and quantum dot nanoparticles. It employs a set of probe and signaling probe DNAs to capture target DNA via hybridization. Using simple DNA preparation that bypasses conventional DNA extraction, it was able to detect and quantify specific bacterial genes in environmental sample. In this study, the vulnerability of the NanoGene assay to the presence of various environmental factors was investigated. A total of 43 soil samples were inoculated with 10<SUP>9</SUP> CFU/mL of <I>Pseudomonas putida</I> prior to DNA isolation without purification. Subsequently, the NanoGene assay was performed for quantitative detection of <I>P. putida</I> with respect to 12 soil properties including pH, moisture, humic acids, organic matter, sand, silt, clay, cation exchange capability, sodium, potassium, magnesium, and calcium. Using multiple linear regression, the NanoGene assay was found to be particularly vulnerable to the presence of Mg<SUP>2+</SUP>, which was selected as a major variable (<I>P</I> = 0.001). The vulnerability of the NanoGene assay to Mg<SUP>2+</SUP> was further explored by atomic force microscopy, which indicated significant Mg<SUP>2+</SUP>-mediated DNA aggregation. The inhibition of the NanoGene assay from some soil samples as a consequence of DNA aggregation could therefore be prevented by the use of Mg<SUP>2+</SUP> chelators such as EDTA, enabling application of this method across diverse soil types.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> The NanoGene assay was able to detect and quantify specific bacterial genes in environmental soils with minimum inhibition. </LI> <LI> The effect of various soil properties to the bacterial detection by NanoGene assay was investigated over diverse soil types. </LI> <LI> Multiple linear regression indicated the major soil property that affects the NanoGene assay is Mg<SUP>2+</SUP> ion in soils. </LI> <LI> Further investigation by atomic force microscopy indicated it was due to the Mg<SUP>2+</SUP>-mediated DNA aggregation. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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