Identification of Beer-Spoilage Microorganisms Using the Loop-Mediated Isothermal Amplification Method

Abstract

A new method for identifying beer-spoilage microorganisms was developed using a unique nucleic acid amplification method. Loop-mediated isothermal amplification (LAMP), developed by Eiken Chemical Co., Ltd., reacts under isothermal conditions and produces large amounts of DNA. The LAMP method requires a set of four specifically designed primers and a DNA polymerase with strand-displacement activity. The amplification products are stem-loop DNA structures with several inverted repeats of the target and cauliflower-like structures with multiple loops. After the LAMP reaction, white precipitates identified as magnesium pyrophosphate are found in the reaction mixture, which confirms that DNA was amplified. We designed primers specific to four representative beer-spoilage bacteria, optimized the conditions for LAMP, and developed an identification kit containing all four primers in one reaction mixture. The kit was used to identify isolated colonies. The kit is simple, specific, cost-effective, and applicable for practical use.

RESUMEN

Un nuevo método para identificar microorganismos dañinas a la cerveza fue desarrollado usando un método único para la amplificación de ácidos nucleicos. La amplificación isotérmica mediante lazo (LAMP), desarrollada por Eiken Chemical Co., Ltd., reacciona en condiciones isotérmicas y produce gran cantidades de DNA. El método de LAMP requiere un sistema de cuatro oligonucleótidos iniciadores específicamente diseñadas y una polimerasa de DNA con actividad deslizamiento de cadenas. Los productos de la amplificación son DNA con estructuras de tipo stem-loop con varias repeticiones invertidas del objetivo y estructuras parecidas a coliflor con los lazos múltiples. Después de la reacción de la LAMP, precipitados blancos identificados como pirofosfato del magnesio se encuentran en la mezcla de reacción, que confirma que la DNA fue amplificada. Diseñamos los oligonucleótidos iniciadores específicas a cuatro bacterias representativas de las dañinas a la cerveza, optimizamos las condiciones para la LAMP, y desarrollamos un sistema de identificación que contenía los cuatro oligonucleótidos iniciadores en una mezcla de reacción. El sistema fue utilizado para identificar a colonias aisladas. El sistema es simple, específico, económico, y aplicable para el uso práctico.

• Beer-spoilage microorganisms
• Identification
• LAMP
• Loop-mediated isothermal amplification
• PCR

Palabras clave:

• Amplificación isotérmico mediante lazo
• Identificación
• LAMP
• Los microorganismos dañinas a la cerveza
• PCR