La contamination par les acides nucléiques a longtemps constitué un obstacle majeur au développement des technologies de diagnostic moléculaire. Avec le développement de méthodes de diagnostic plus sensibles, la demande d'enzymes et de protéines d'une pureté accrue s'est accrue. L'un des principaux défis de la production de protéines est l'élimination efficace de la contamination par les acides nucléiques. La présence d'acides nucléiques peut compromettre la fonction et l'activité des protéines, entraînant potentiellement des problèmes tels qu'une liaison non spécifique, une inhibition de l'activité enzymatique ou une augmentation du bruit de fond, affectant ainsi la précision des résultats diagnostiques.
Par conséquent, le développement de processus efficaces pour l’élimination des acides nucléiques lors de la production de protéines est à la fois critique et essentiel.
Après des années de recherche technologique,
Stratégies globales pour prévenir la contamination de l'ADN dans la production de protéines
La contamination de l'ADN est un défi majeur dans la production de produits biologiques, impactant significativement leur pureté, leur qualité et la précision des résultats expérimentaux. La présence d'ADN dans les préparations protéiques peut fausser les conclusions expérimentales, fausser les données et potentiellement augmenter le risque de faux positifs. Pour les chercheurs et les fabricants impliqués dans la production de protéines, la mise en œuvre de stratégies efficaces pour prévenir et atténuer la contamination de l'ADN est essentielle. Cet article explore les moyens d'éviter la contamination de l'ADN, notamment par voie aérienne, et décrit les méthodes permettant d'éliminer efficacement l'ADN des échantillons de protéines.
JE. Prévention de la contamination de l'ADN par voie aérienne
La contamination de l'ADN par voie aérienne demeure une préoccupation majeure dans la production de protéines, notamment dans les environnements où le contrôle microbien et particulaire est essentiel. Pour minimiser le risque de contamination de l'ADN par voie aérienne, les stratégies suivantes doivent être mises en œuvre :
| 1. Établir un environnement de salle blanche La production de protéines en salle blanche offre un environnement contrôlé permettant de minimiser les particules et microbes en suspension dans l'air susceptibles de contaminer l'ADN. Les salles blanches doivent respecter des normes de propreté spécifiques pour garantir une atmosphère exempte de contaminants. | 2. Mettre en œuvre des systèmes de filtration HEPA Les systèmes de purification d'air équipés de filtres HEPA sont essentiels pour piéger les particules en suspension dans l'air, notamment la poussière, les contaminants microbiens et les fragments d'ADN. Ces filtres contribuent à maintenir un air pur dans l'ensemble de l'usine de production. |
| 3. Maintenir un environnement de pression positive Les environnements à pression positive empêchent l'entrée d'air contaminé provenant de l'extérieur de l'espace contrôlé. Le maintien d'une pression d'air plus élevée à l'intérieur de la zone de production qu'à l'extérieur garantit que toute fuite d'air se traduira par une fuite d'air, et non par une intrusion. | 4. Protocoles de nettoyage et de désinfection de routine Un nettoyage régulier de la zone de production à l'aide de désinfectants appropriés, tels que des nucléases ou des nettoyants à base de chlore, peut dégrader l'ADN en suspension dans l'air et réduire ainsi le risque de contamination. Ceci est particulièrement important dans les zones fréquemment touchées et sur les surfaces à proximité des équipements de production de protéines. |
| 5. Limiter les déplacements du personnel La réduction des déplacements du personnel dans les salles blanches réduit le risque d'introduction de contaminants par interaction humaine. Le personnel désigné doit suivre des protocoles stricts d'entrée et de sortie afin de contrôler l'exposition. | 6. Surveillance de la qualité de l'air La surveillance de la qualité de l'air dans la salle blanche, notamment la numération microbienne et les niveaux de particules, est essentielle pour garantir le respect permanent des normes de production. Des échantillonneurs d'air et des compteurs de particules peuvent être utilisés pour évaluer la propreté de l'environnement. |
| 7. Adopter des matériaux à usage unique L’utilisation de consommables à usage unique pour la production de protéines réduit considérablement le risque de contamination croisée, qui est courant avec les équipements réutilisables. | 8. Processus de production fermés Les systèmes fermés, tels que les bioréacteurs ou les chambres étanches, minimisent l'exposition à l'environnement ouvert. Cela réduit le risque de contamination de l'ADN par l'air, en particulier lors des étapes critiques comme la fermentation et la purification des protéines. |
| 9. Éviter la génération d'aérosols La formation d'aérosols lors de la production de protéines peut faciliter la propagation de l'ADN aéroporté. Des mesures de précaution, telles qu'une manipulation soigneuse et le transfert des liquides sans agitation, peuvent minimiser la formation d'aérosols. | 10. Utilisation des nucléases Le traitement des surfaces et des équipements avec des nucléases avant et après utilisation peut dégrader l’ADN résiduel qui peut rester après des processus tels que la lyse cellulaire ou la filtration. |
| 11. Mettre en œuvre l'isolement environnemental Pour les opérations à haut risque comme la purification et la formulation de protéines, l’utilisation d’isolateurs ou de boîtes à gants offre une couche de protection supplémentaire, isolant le processus des contaminants en suspension dans l’air. | 12. Équipements et outils dédiés L’utilisation d’équipements dédiés exclusivement à la production de protéines empêche la contamination croisée par des outils et des instruments qui pourraient avoir été exposés à l’ADN ou aux acides nucléiques dans d’autres processus. |
| 13. Plan d'intervention d'urgence en cas de contamination Un plan d'intervention efficace doit être mis en place pour gérer une contamination accidentelle par l'ADN. Ce protocole doit comprendre des mesures rapides d'identification, de confinement et de remédiation afin de prévenir la propagation et de minimiser l'impact de la contamination. | 14. Formation des employés La formation continue du personnel sur les risques de contamination de l’ADN et l’importance de techniques de manipulation appropriées garantit la mise en œuvre des meilleures pratiques et le respect des protocoles de contrôle de la contamination. |
II. Élimination de la contamination de l'ADN des protéines
Lors de la purification des protéines, l'élimination de toute contamination résiduelle par l'ADN est essentielle pour préserver la qualité des protéines. Plusieurs techniques sont couramment utilisées pour éliminer l'ADN des échantillons de protéines :
| 1. Méthodes de lyse cellulaire douce Les tampons de lyse non destructifs permettent la libération des protéines tout en minimisant la rupture de l'ADN. Cette approche évite la destruction indiscriminée de l'ADN, réduisant ainsi le risque de contamination de l'échantillon de protéines. | 2. Conditions de lyse optimisées L’ajustement de facteurs tels que le pH et la force ionique pendant la lyse cellulaire peut empêcher l’ADN de se solubiliser, réduisant ainsi la quantité d’ADN contaminant dans l’échantillon résultant. |
| 3. Inhibition de la nucléase L’utilisation d’inhibiteurs de protéase, tels que le fluorure de phénylméthylsulfonyle (PMSF), peut empêcher l’activité des nucléases dans les cellules, permettant une dégradation de l’ADN plus contrôlée et sélective pendant la lyse. | 4. Choc osmotique Le choc osmotique est une méthode douce de lyse des cellules, consistant à les placer dans une solution soumise à une différence brutale de pression osmotique. Cela peut contribuer à réduire la libération d'ADN, permettant ainsi d'obtenir des préparations protéiques plus propres. |
| 5. Lyse enzymatique L’utilisation d’enzymes comme le lysozyme pour dégrader les parois cellulaires bactériennes est une méthode de lyse contrôlée qui cible uniquement la membrane cellulaire, réduisant ainsi le risque de contamination de l’ADN lors de la libération du contenu cellulaire. | 6. Traitement post-lyse Une fois les cellules lysées, le refroidissement immédiat de l’échantillon peut aider à réduire l’activité nucléase, qui entraînerait autrement une dégradation supplémentaire de l’ADN dans la solution. |
III. Méthodes avancées d'élimination des acides nucléiques
L’utilisation de la chromatographie ou de méthodes basées sur l’affinité dans le traitement en aval peut éliminer davantage les traces de contaminants d’ADN des préparations de protéines. La chromatographie d'échange d'anions et la chromatographie d'échange de cations sont deux techniques bien établies pour éliminer la contamination par l'ADN des échantillons de protéines. Toutes deux s'appuient sur l'interaction entre les acides nucléiques et les surfaces chargées pour éliminer sélectivement l'ADN.
| 1. Colonnes échangeuses d'anions Les colonnes échangeuses d'anions utilisent des phases stationnaires chargées positivement pour attirer et lier les acides nucléiques chargés négativement. En ajustant la concentration en sel du tampon d'élution, les acides nucléiques peuvent être sélectivement éliminés de la préparation protéique. | 2. Colonnes échangeuses de cations Dans certaines conditions, les colonnes échangeuses de cations peuvent également être utilisées pour éliminer les acides nucléiques. En augmentant la concentration en sel ou en modifiant le pH, les acides nucléiques peuvent être élués de manière compétitive de la colonne. |
| 3. Ultrafiltration L'ultrafiltration utilise une filtration membranaire sélective pour séparer les protéines des acides nucléiques, garantissant ainsi que l'ADN est efficacement éliminé pendant les étapes de purification. | 4. Chromatographie par filtration sur gel La filtration sur gel est une technique de chromatographie d'exclusion stérique qui sépare les molécules selon leur taille. Les acides nucléiques, plus gros que les protéines, sont efficacement séparés, laissant des échantillons de protéines pures. |
IV. Réduire la contamination de l'ADN du personnel
Le personnel joue un rôle important dans l'introduction potentielle de contamination par l'ADN dans les processus de production de protéines. Les mesures suivantes peuvent contribuer à atténuer ce risque :
| 1. Formation complète du personnel Tout le personnel doit suivre une formation sur l’importance du contrôle de la contamination par l’ADN et sur les meilleures pratiques pour prévenir la contamination. | 2. Équipement de protection individuelle (EPI) Le personnel doit porter un EPI approprié, tel que des blouses de laboratoire, des gants, des masques et des lunettes de protection, afin de minimiser le risque de contamination de l’ADN par contact humain. |
| 3. Protocoles d'hygiène des mains Le lavage fréquent des mains et l’utilisation de désinfectants à base d’alcool sont essentiels pour réduire le transfert d’ADN des mains aux surfaces et aux équipements. | 4. Changements de vêtements et de chaussures Le port de vêtements et de chaussures de travail dédiés garantit que la contamination par l'ADN n'est pas introduite depuis l'extérieur de la zone de production. |
| 5. Règlements stricts sur le comportement au travail Le personnel doit s’abstenir de manger, de boire ou de parler dans la zone de production de protéines afin d’éviter l’introduction d’ADN par la salive, les particules alimentaires ou les gouttelettes. | 6. Surveillance environnementale Une surveillance environnementale régulière, comprenant des contrôles de l’air, des surfaces et des équipements, doit être effectuée pour garantir qu’aucune contamination par l’ADN n’est présente dans la zone de production. |
Conclusion
Pour garantir la production de protéines de haute qualité et non contaminées, une approche globale du contrôle de la contamination de l'ADN est nécessaire. L'adoption de contrôles environnementaux rigoureux, l'utilisation de méthodes de purification optimisées et l'accent mis sur la formation du personnel permettent de minimiser considérablement les risques liés à la contamination de l'ADN.Ces pratiques sont essentielles pour maintenir l’intégrité et la fiabilité des produits protéiques dans la recherche et les applications industrielles, contribuant ainsi à l’avancement du développement de produits biologiques.
Produits connexes
1. UCF.ME Uracil DNA Glycosylase (UDG/UNG), thermolabile
2. Inhibiteur de RNase murine UCF.ME
Avantages du produit
- Résidu ultra-faible d'UCF.ME—résidu d'ADN génomique d'E. coli < 0,1 copie/U ;
- Faible résidu de nucléase : aucune exonucléase résiduelle, enzyme de coupure ou RNase ;
- Forte capacité de digestion : 0,05 U/T peut digérer 105 copies/T de produits dU-ADN ;
- Bonne thermolabilité — Inactivation complète dans toutes les conditions de 50 °C pendant 10 minutes, 55 °C pendant 5 minutes ou 95 °C pendant 5 minutes ;
- Compatible avec les systèmes de réaction RT-qPCR — Aucun impact sur le système de détection, même à des niveaux d'entrée élevés (système de réaction 2U/20 μL).
（1）Faibles nucléases résiduelles : aucune exonucléase résiduelle, enzyme de coupure ou ARNase
Figure 1. Résultats du test de résidus de nucléase
（2）Résidu d'ADN génomique d'E. coli < 0,1 copie/U
Figure 2. Résultats des tests de résidus d'ADN génomique d'E.coli
Informations de commande
| Chat: | Nom | Application |
| ADN polymérase Taq à démarrage à chaud avancée Hieff UNICON UCF.ME™ | PCR | |
| 14608 | Transcriptase inverse Hifair UCF.ME™ V (200 U/μL) | RT-PCR |
| UCF.ME™ Uracil ADN glycosylase (UDG/UNG), thermolabile, 1 U/μL | RT-PCR | |
| Université de Californie à CF.Inhibiteur de RNase murine ME™ (40 U/µL) | RT-PCR | |
| Kit de sonde RT-qPCR multiplex en une étape Hifair™ V2 (UDG Plus, GC enhancer plus) | RT-PCR | |
| Mélange Hieff Unicon® Pure Pro U+ qPCR (un tube) | qPCR | |
| Kit de synthèse d'ADNc double brin Hieff NGS™ | mNGS | |
| 13501 | Kit de synthèse ds-ADNc Hieff NGS™ (digesteur d'ADNg plus) | mNGS |
| Kit de préparation de bibliothèque d'ADN Flash Hieff NGS™ OnePot | mNGS | |
| 13490 | Kit de préparation de bibliothèque d'ADN Hieff NGS™ OnePot II pour Illumina | mNGS |
| 12946 | Kit de synthèse d'ADNc Hieff NGS™ 1er lot de 10 | tNGS pour les agents pathogènes |
| Kit RT-PCR multiplex Hieff™ 4x | tNGS pour les agents pathogènes | |
| 4x Hieff™ Multiplex PCR Master Mix | NGS pour les agents pathogènes | |
| 12977 | 4x Hieff™ Multiplex PCR Master Mix 2.0 | NGS pour les agents pathogènes |
| Kit de détection des résidus d'ADN des cellules hôtes d'E.coli (2G) | CQ | |
| Kit de préparation d'échantillons d'ADN résiduel magnétique MolPure™ | CQ |