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장염비브리오가 보유하는 β-lactamase (VPA0477)의 유전학적 특성
Genetic Characterization of β-lactamase (VPA0477) in Vibrio parahaemolyticus 원문보기

한국수산과학회지 = Korean journal of fisheries and aquatic sciences, v.44 no.6, 2011년, pp.597 - 604  

이남형 (군산대학교 식품생명공학과) ,  송현정 (군산대학교 식품생명공학과) ,  박창수 (대구카톨릭대학교 식품생명공학과) ,  김희대 (충북도립대학 바이오생명의약과) ,  박권삼 (군산대학교 식품생명공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Using 108 strains of Vibrio parahaemolyticus isolated from seawater, we investigated ampicillin-resistance profiles and the genetic characterization of ${\beta}$-lactamase (VPA0477). All of the strains studied, except one strain, were resistant to ampicillin. However, the strain that was ...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 실험에 사용한 DNA 증폭용 primers는 Table 1에 나타내었다. Genome sequence가 완료된 장염비브리오 RIMD2210633 균주의 해당 유전자 염기서열을 참조하여 Bioneer (Daejon, Korea)에 의뢰 합성하였다.
  • Table 2에 나타낸 바와 같이 장염비브리오는 ß-lactam계 항생물질의 한 종류인 ampicillin에 다양한 MIC를 나타내고 있기 때문에 다른 종류의 ß-lactam계 항생물질에 대한 MIC를 검토하였다(Table 3).
  • 본 실험에 사용한 108개 해수분리 장염비브리오에는 ß-lactamase (VPA0477)의 보유성이 밝혀졌다. VPA0477 유전자가 어떤 메커니즘을 통해 장염비브리오에 삽입되었을 때 VPA0477 유전자 단독 또는 다른 유전자와 함께 염색체 DNA 에 삽입되었는가 여부는 PCR assay로 검토하였다. 장염비브리오 RIMD2210633 균주의 VPA0477 유전자 상류 및 하류에 존재하는 유전자 배열은 Fig.
  • VPA0477 유전자를 포함한 약 5.7 kb의 DNA 증폭은 LAPCR Kit (version 2; Takara Shuzo, Japan)를 사용하였으며 LAPCR 반응은 95℃에서 3분간 열 변성한 후 98℃ 20초, 58℃ 30초, 68℃ 7분을 30회 반복한 다음 마지막으로 72℃에서 10분 1회 신장하였다. 증폭된 DNA 산물은 0.
  • 균주에 따라 ampicillin 내성에 대한 MIC가 다른 이유를 밝히기 위하여 MIC가 각각 다른 2,048(strain 3), 1,024(strain 10), 512(strain 41), 128(strain 61)및 <2 µg/mL (strain 17) 5개 균주를 선별하여 각 균주의 VPA0477 유전자의 DNA 염기서열을 결정한 다음 아미노산으로 치환하여 장염비브리오 RIMD2210633 균주의 VPA0477와 비교하였다(Fig. 2).
  • 이는 장염비브리오 VPA0477 유전자의 상류 및 하류 영역의 DNA 배열은 거의 유사함을 나타내는 증거라 판단된다. 더 정확한 결과를 위하여 VPA0477 유전자를 포함한 약 5.7 kb 영역을 LA-PCR assay로 증폭하였다. 그 결과 실험에 제공된 6개 균주는 거의 유사한 크기로 증폭되었다(Fig.
  • 본 연구에서는 해수분리 장염비브리오의 ampicillin 내성 profile 및 최소발육억제농도(minimum inhibi tory concentration, MIC)를 검토하였으며, 아울러 균에 따라 ampicillin에 대한 MIC가 다른 이유를 ß-lactamase (VPA0477)의 유전학적 해석을 통해 검토하였다.
  • 여기에 식염이 3% 첨가된 Luria-Bertani (LB) broth에서 전배양한 시험균주 5 µL을 접종하여 35℃에서 18시간 정치 배양후 균 증식여부는 육안으로 확인하였다.
  • Table 1에 나타낸 primers 및 각 균주의 정제된 염색체 DNA를 주형으로 95℃에서 3분간 열 변성한 후 95℃ 30초, 55℃ 30초, 72℃ 1분을 30회 반복하여 DNA를 증폭하였다. 증폭산물은 pT7Blue T-vector에 TA cloning하였으며, 염기서열은 error 방지를 위하여 3개의 clone를 사용하여 양쪽 방향으로 염기서열을 결정하였다. 염기서열의 alignment는 CLUSTAL W프로그램을사용하였으며, 상동성 검색은 NCBI (http://www.

대상 데이터

  • 유전자 조작에 사용한 각종 효소류는 Takara (Japan)사의 제품을 사용하였으며, plasmid DNA 정제는 Qiagen (USA)사의 QIAprep Spin Miniprep Kit를 사용하였다. Ampicillin, carbenicillin, cefotaxime, cephalothin, oxacillin 및 penicillin-G 등의 항생제는 Sigma (USA)사의 제품을 사용하였다.
  • 본 실험에 사용한 108개 해수분리 장염비브리오에는 ß-lactamase (VPA0477)의 보유성이 밝혀졌다.
  • 사용한 ß-lactam계 항생물질에는 carbenicillin, cefotaxime, cephalothin, oxacillin 및 penicillin-G 등 5종을 사용하였으며, 균주는 ampicillin에 각각 다른 MIC를 나타내는 일부 선별된 장염비브리오 및 VPA0477 결손균주(Lee and Park, 2010)를 사용 하였다.
  • 2008년부터 2010년까지 전라북도 부안군 곰소만의 표층해수에서 분리한 장염비브리오 108개 균주에 대한 ampicillin내성 및 최소발육억제농도(MIC)를 측정한 결과는 Table 2에 나타내었다. 실험에 사용한 108개 균주 중 ampicillin에 감수성을 나타낸 균주는 1개 균주(0.9%)이며, 나머지 107개 균주(99.1%)는 최소발육억제농도의 차이는 있지만 ampicillin에 내성을 나타내 었다. Table 2에 나타낸 바와 같이 2,048 µg/mL의 MIC를 나타내는 균주는 22개 균주(20.
  • 실험에 사용한 균주는 2008년부터 2010년에 전북 곰소만의 표층 해수에서 분리한 장염비브리오 108개 균주 및 참고 균주로는 genome sequence가 완료된 장염비브리오 RIMD2210633 (Makino et al., 2003)를 사용하였다. 유전자 조작에는 실험실에 보관중인 Escherichia coli DH5 α 를 사용하였다.
  • 유전자 조작에는 실험실에 보관중인 Escherichia coli DH5 α 를 사용하였다. 유전자 조작에 사용한 각종 효소류는 Takara (Japan)사의 제품을 사용하였으며, plasmid DNA 정제는 Qiagen (USA)사의 QIAprep Spin Miniprep Kit를 사용하였다. Ampicillin, carbenicillin, cefotaxime, cephalothin, oxacillin 및 penicillin-G 등의 항생제는 Sigma (USA)사의 제품을 사용하였다.
  • 유전자 조작에는 실험실에 보관중인 Escherichia coli DH5 α 를 사용하였다.

데이터처리

  • 증폭산물은 pT7Blue T-vector에 TA cloning하였으며, 염기서열은 error 방지를 위하여 3개의 clone를 사용하여 양쪽 방향으로 염기서열을 결정하였다. 염기서열의 alignment는 CLUSTAL W프로그램을사용하였으며, 상동성 검색은 NCBI (http://www.ncbi.nim.nih. gov/BLAST)를 통하여 실시하였다.

이론/모형

  • MIC는 미국 NCCLS (National Committee for Laboratory Standards, 2002)법에 기초하여 변법으로 측정하였다. 멸균된 Muller-Hinton broth (Merck, Germany)에 농도를 달리한 ampicillin을 첨가한 후 멸균된 소형시험관에 배지를 2 mL씩 분주하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
장염비브리오란 무엇인가? 장염비브리오는 해수 및 기수지역에 분포하고 있는 저도 호염성 해양세균으로 이 균에 오염된 어패류를 생식하거나 불충분하게 가열 처리된 수산물을 섭취하였을 때 급성위장염 증상을 나타내는 식중독 원인세균이다(Sakazaki et al., 1968; Honda and Iida, 1993).
장염비브리오가 생산하는 대표적인 병원성 독소는 무엇이 있는가? , 1968; Honda and Iida, 1993). 이 균이 생산하는 대표적인 병원성 독소는 내열성용혈독(thermostable direct hemolysin, TDH), 내열성용혈독 관련용혈독(TDH-related hemolysin, TRH), serine protease 및 type III secretion systems (TTSS 1 또는 2)를 통해 분비되는 각종 effector 단백질 등이 보고되어 있으나 정확한 병원성 메커니즘에 관한 설명은 아직도 많이 부족한 실정이다(Honda and Iida, 1993; Lee et al., 2002; Makino et al.
계절에 따른 장염비브리오의 특징은 무엇인가? , 1968; Honda and Iida, 1993). 장염비브리오는 수온이 17℃ 이상으로 상승하는 하절기에는 자유 유영의 형태로 해수에서 쉽게 검출되나 수온이 10℃ 이하로 낮아지면 해수에서의 검출빈도는 급격히 떨어지며 수온이 낮은 동절기에는 해저의 저질에서 동물성 플랑크톤의 키틴질 등에 부착하여 월동한다고 보고되어 있다(Kaneko and Colwell, 1975). 우리나라에서 장염비브리오에 의한 식중독 사고는 수온이 상승한 여름철에 집중적으로 발생하며 매년 전체 세균성 식중독 사고의 약 20% 전후를 차지하고 있는 실정이다.
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참고문헌 (24)

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  4. Kaneko T and Colwell RR. 1975. Adsorption of Vibrio parahaemolyticus onto chitin and copepods. Appl Microbiol 29, 269-274. 

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  23. Yu HS, Park KB, Oh EG, Lee TS, Shin SB, Kwon JY, Kim JH and Son KT. 2010. Trimethoprim resistance by class I integron in Vibrio parahaemolyticus from a fish farm. Kor J Fish Aquat Sci 43, 125-130. 

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