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시가 독소 생성 대장균의 제어를 위한 박테리오파지의 분리와 특성 분석
Isolation and characterization of bacteriophages for the control of Shiga Toxin-producing E. coli 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.50 no.6, 2018년, pp.594 - 600  

임가연 (가천대학교 식품공학과) ,  박도원 (가천대학교 식품공학과) ,  이영덕 (서원대학교 식품공학과) ,  박종현 (가천대학교 식품공학과)

초록
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본 연구는 시가독소 생성 대장균(STEC)를 제어하기 위하여 하천수 시료로부터 넓은 숙주저해범위를 갖는 ECP33 파지와 NOECP91 파지를 분리, 선별하였다. 총 44주의 STEC균주에 대해 ECP33 파지는 약 45.5%와 NOECP91 파지는 약 65.9%로 숙주저해특성을 가지는 것으로 나타났다. 형태학적 특성을 확인한 결과 모두 Myoviridae family에 속하였다. 환경에 대한 안정성 분석을 진행한 결과, 두 파지 모두 50 ppm 농도의 차아염소산 및 pH 4-10의 pH환경에 대해서는 최소 30분까지 비교적 안정한 것으로 나타났다. 반면, $70^{\circ}C$의 고온에서는 NOECP91 파지는 15분 내에, ECP33 파지는 30분 처리 시에 대부분 사멸하고, 유기용매(EtOH) 환경에서 NOECP91 파지는 30% 에탄올 1시간 처리에 모두 사멸하였으나, ECP33파지의 경우 70% EtOH/에탄올 1시간 처리에도 2 log PFU/mL 미만의 감소율을 보여 온도와 유기용매(EtOH) 환경에 대해 ECP33 파지가 NOECP91 파지보다 안정적인 것으로 나타났다. 아울러 분리된 ECP33 파지와 NOECP91 파지를 MOI 0.1 조건에 따른 STEC 균주 생육억제 정도를 분석한 결과, 배양 10시간대까지 생육억제가 이루어지는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구를 통해 분리된 ECP33 파지와 NOECP91 파지는 시가독소 생성 대장균의 생물학적 제어제로서 적용이 가능할 것으로 사료된다.

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Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) is an important pathogenic bacterium. To control STEC, the characteristics of the ECP33 and NOECP91 coliphages, which belong to the Myoviridae family, were analyzed. The host inhibition range for a total of 44 STEC strains was 45.5% for ECP33 and 65.9% f...

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문제 정의

  • 이러한 문제점을 해결하기 위해 특성이 다른 박테리오파지들을 혼합 처리하거나, 다른 위생 처리제들과 복합처리를 시도해 볼 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 하천수로부터 STEC를 표적으로 하는 박테리오파지를 분리하여 숙주 저해 범위와 여러 환경에 대한 안정성 등의 기본 특성을 분석하고, 서로 특성이 다른 파지의 STEC 생육제어정도를 확인함으로써 선별한 파지의 생물학적 위생처리제 적용 가능성을 확인하고자 하였다.
  • 본 연구는 시가독소 생성 대장균(STEC)를 제어하기 위하여 하천수 시료로부터 넓은 숙주저해범위를 갖는 ECP33 파지와 NOECP91 파지를 분리, 선별하였다. 총 44주의 STEC균주에 대해 ECP33 파지는 약 45.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
시가 독소 생성 대장균은 어떤 문제를 일으키는가? STEC에 의해 생산된 세포독소는 신장의 베로세포에 독성을 나타내어 베로 독소(Vero toxin)라 부르며, Shigella dysenteriae에 의해 생산된 시가 독소(Stx)와 유전적 및 단백질 수준에서 동일하기에 시가 유사 독소(Shiga-like toxin)라고도 불린다(Nataro과 Kaper, 1998; Nakao 등, 2002). 다른 식중독 균과 달리 100-200개의 적은 균수로도 감염이 가능하며, 감염시 출혈성 대장염을 일으키고 심한 경우 용혈성 요독 증후군(hemolyticuremic syndrome, HUS)의 심각한 합병증이 나타난다(Kim 등, 2009). Majowicz 등(2014)은 STEC로 인해 전 세계적으로 매년 2,801,000건의 급성 질환이 유발되어 HUS가 3890건, 사망 230건으로 추정하고 있다.
시가 독소 생성 대장균은 무엇인가? 시가 독소 생성 대장균(Shiga toxin-producing Escherichia coli, STEC)은 병원성 대장균의 중요한 한 그룹으로 시가 독소를 분비하는 대장균이다. STEC에 의해 생산된 세포독소는 신장의 베로세포에 독성을 나타내어 베로 독소(Vero toxin)라 부르며, Shigella dysenteriae에 의해 생산된 시가 독소(Stx)와 유전적 및 단백질 수준에서 동일하기에 시가 유사 독소(Shiga-like toxin)라고도 불린다(Nataro과 Kaper, 1998; Nakao 등, 2002).
박테리오파지의 특징은 무엇인가? 박테리오파지는 세균을 숙주로 하는 세균성 바이러스의 일종 으로, 1915년 Twort와 1917년 d’Herelle가 각각 독립적으로 박테 리오파지를 발견하였다(Sulakvelidze 등, 2001). 박테리오파지는 세균을 숙주로 삼기 때문에 세균이 많이 존재하는 곳에 있어 오수, 토양, 분변 등 다양한 환경에서 발견된다. 또한, 특정 세균에만 선택적으로 침입하여 증식 후 용균을 일으키는 숙주특이성을 갖는다.
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