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전리방사선 및 자외선의 미생물 돌연변이와 DNA 손상에 대한 영향
Effects of ionizing and ultraviolet radiation on microbial mutation and DNA damage 원문보기

Korean journal of microbiology = 미생물학회지, v.53 no.1, 2017년, pp.20 - 28  

남지현 (충북대학교 자연과학대학 미생물학과) ,  신지혜 (충북대학교 자연과학대학 미생물학과) ,  이정윤 (충북대학교 자연과학대학 미생물학과) ,  이동훈 (충북대학교 자연과학대학 미생물학과)

초록
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감마선, 전자빔 등과 같은 전리방사선과 자외선을 이용하는 물리적 멸균방법은 살균 효과와 경제성이 우수하므로 다양한 산업분야에서 사용되고 있으나, 미생물의 돌연변이를 유발하는 요인으로 작용할 수 있다. 본 연구에서는 전리방사선 및 자외선의 유전학적 안전성을 평가하기 위해서 Salmonella enterica와 Escherichia coli 균주에 자외선, 감마선, 전자빔을 조사한 후에 생존율, 돌연변이율, DNA 손상 효과를 조사하였다. 자외선, 감마선, 전자빔의 조사선량이 증가함에 따라 시험 균주의 생존율이 모두 급격히 감소하였으며, 90% 이상이 사멸되는 조사선량은 각각 $0.40{\sim}25.06mJ/cm^3$, 0.11~0.22 kGy, 0.14~0.53 kGy 이었다. SOS/umu-test에서는 자외선, 감마선, 전자빔에 노출된 모든 시료에서 DNA 손상을 유발하는 유전독성이 확인되었다. Ames test에서는 자외선과 감마선에 노출된 후에 복귀 돌연변이율이 각각 $3.82{\times}10^{-4}$, $9.84{\times}10^{-6}$까지 증가하였다. S. enterica TA100의 사멸율이 99.99% 이상 되는 선량의 자외선, 감마선, 전자빔에서의 복귀 돌연변이율은 각각 자연돌연변이율 대비 347배, 220배, 0.6배 증가하였다. E. coli CSH100 균주를 자외선, 감마선, 전자빔에 노출시킨뒤에 조사한 리팜피신내성 돌연변이율은 각각 $2.46{\times}10^{-6}$, $1.66{\times}10^{-6}$, $4.12{\times}10^{-7}$ 이었다. 따라서 사멸효과의 관점에서는 감마선 처리가 미생물 제어에 효과적이라 할 수 있으며, 전자빔은 DNA 손상과 세균돌연변이를 적게 유발하며 사멸효과를 얻는 장점이 있다고 생각된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Physical sterilization methods using ultraviolet radiation and ionizing radiation such as gamma ray and electron beam are applied in various industry fields due to disinfection effects and economic efficiency but may also cause microbial mutation. In this research, Salmonella enterica and Escherichi...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • value) 혹은 오염물질 제거효율(TOC, COD 등)에 관한 연구가 보편적이며, 미생물 돌연변이와 DNA 손상에 미치는 영향에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 자외선과 감마선 및 전자빔을 조사한 후에 세균의 생존율과 돌연변이율, DNA 손상에 따른 유전독성 효과를 측정함으로써 다양한 산업분야에서 광범위하게 사용되고 있는 전자기 복사선의 유전학적 안전성을 평가하고자 하였다.
  • 감마선, 전자빔 등과 같은 전리방사선과 자외선을 이용하는 물리적 멸균방법은 살균 효과와 경제성이 우수하므로 다양한 산업분야에서 사용되고 있으나, 미생물의 돌연변이를 유발하는 요인으로 작용할 수 있다. 본 연구에서는 전리방사선 및 자외선의 유전학적 안전성을 평가하기 위해서 Salmonella enterica와 Escherichia coli 균주에 자외선, 감마선, 전자빔을 조사한 후에 생존율, 돌연변이율, DNA 손상 효과를 조사하였다. 자외선, 감마선, 전자빔의 조사선량이 증가함에 따라 시험 균주의 생존율이 모두 급격히 감소하였으며, 90% 이상이 사멸되는 조사선량은 각각 0.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
감마선은 어떤 목적으로 사용되고 있는가? 감마선(gamma ray)은 다양한 산업분야에서 살균 및 멸균, 감염방지, 오염물질 제거 등의 목적으로 사용되고 있으며, 식품 및 공중보건관련 산업분야에서의 사용비율은 80% 이상이다(Byun and Yook, 2003; Kim et al., 2013).
가열처리의 장단점은 무엇인가? 가장 보편적으로 사용되는 가열처리의 경우 위해 미생물에 대한 살균력은 우수하지만 에너지 소모가 많으며 열처리에 의한 훼손이 발생할 수 있다. 화학적 처리법의 경우 독성물질인 methyl bromide 또는 ethylene oxide를 사용함으로써 잔류성분에 의한 2차 오염 및 환경파괴 등의 문제가 발생할 수 있으며, 잠재적 독성으로 인한 안전성 문제가 대두되면서 국제적으로 사용이 제한되고 있는 추세이다(UNEP, 1995; Lee et al.
유기체의 오염에 대한 안전한 위생처리 기술에는 어떤 것들이 있는가? 이러한 산업의 발달은 미생물을 비롯한 유해 유기체의 오염기회를 가중시켰고, 안전한 위생처리 기술이 필요하게 되었다. 식품, 농학, 의료 및 제약, 화장품, 공중보건 및 환경 등 다양한 산업분야에서 살균 및 멸균, 감염방지, 오염원 제거 등의 목적으로 주로 사용되는 처리방식에는 스팀, 열탕 및 열풍 등 가열 처리법과 훈연 및 훈증 등 화학약품 처리방법, 감마선, 전자빔, 자외선 등 전자기 복사선을 이용하는 물리적 처리방법이 있다(Byun and Yook, 2003; Trampuz et al., 2006).
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