보고서 정보
주관연구기관 |
경북대학교 KyungPook National University |
연구책임자 |
박미경
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2017-05 |
과제시작연도 |
2016 |
주관부처 |
과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 |
TRKO201800004821 |
과제고유번호 |
1345248693 |
사업명 |
이공학개인기초연구지원 |
DB 구축일자 |
2018-05-05
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201800004821 |
초록
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본 연구의 목적은 과채류와 관련된 신종의 식중독균으로 재조명되고 있는 Aeromonas를 대상으로 박테리오파지 기반의 마그네토일레스틱 기술을 이용하여 in-situ(현장 적용형)의 신속·스마트한 검출법을 개발하는 것이다. 이를 위해, ① Aeromonas species(10종의 A. hydrophila, A. media, A. salmonicida, A. sobria, A. veronii)에 특이적인 박테리오파지를 개발하고, ② 센서 표면에서의 고정화 방법과 조건을 확립 후, ③ 박테리오파지가 고정화된 센서를 식품에 직접적으로 도포
본 연구의 목적은 과채류와 관련된 신종의 식중독균으로 재조명되고 있는 Aeromonas를 대상으로 박테리오파지 기반의 마그네토일레스틱 기술을 이용하여 in-situ(현장 적용형)의 신속·스마트한 검출법을 개발하는 것이다. 이를 위해, ① Aeromonas species(10종의 A. hydrophila, A. media, A. salmonicida, A. sobria, A. veronii)에 특이적인 박테리오파지를 개발하고, ② 센서 표면에서의 고정화 방법과 조건을 확립 후, ③ 박테리오파지가 고정화된 센서를 식품에 직접적으로 도포하여 30분 이내에 분석 가능한 스마트한 마그네토일레스틱 검출법을 개발하는 것이다.
본 연구를 통해 닭가공 공장의 처리수에서 3종의 A. hydrophila-specific 박테리오파지와 2종의 S. Typhimurium-specific 박테리오파지가 분리되었으며, 4종(Aeromonas hydrophila SNUFPC A9, Aeromonas hydrophila SNUFPC A11, Aeromonas hydrophila JUNAH, Salmonella Typhimurium)의 박테리오파지가 최종적으로 분리·정제 되었으며 각각의 농도는 2.8×1011 PFU/mL, 1.7×1011 PFU/mL, 2.0×1010 PFU/mL, 3.8×1011 PFU/mL로 확인되었다. 또한, 남강 양식수에서 5종(Salmonella Enteritidis ATCC 13076, Escherichia coli O157:H7 204p, Escherichia coli O157:H7, Salmonella Panama, Vibrio vulnificus)의 박테리오파지가 분리되었으며 이 중에서 S. Enteritidis-specific 박테리오파지가 4.2×1011 PFU/mL의 농도로 최종적으로 정제되었다.
A. hydrophila SNUFPC A9-specific 박테리오파지의 형태학적 특성 검토 결과 머리(64.3±3.7 nm)와 꼬리(239.0±7.2)로 구성되어 있었으며, TEM 분석 결과 Siphoviridae로 추정되었다. 구조 단백질 분석을 위한 SDS-PAGE 결과 37, 75, 90, 170 kDa의 4개의 주요한 단백질 밴드를 확인하였으며 전체 단백질 크기 범위는 37-170 kDa로 판명되었다. 전체 염기 서열 분석 결과, dsDNA로 확인되었고, 염기쌍의 크기는 약 40 kbp로 확인되었다. 생화학적 특성(열, pH 안정성) 검토 결과, 4–37℃, pH 5-9에 안정함을 확인할 수 있었다. One-step growth curve 결과 잠복기 30분, 방출량은 253개로 결정되었다. A, hydrophila 억제능을 흡광도를 이용하여 확인한 결과, 감염다중도를 다르게 처리한 대조군 모두 6시간까지 A, hydrophila를 억제할 수 있음을 확인하였다. 결론적으로 본 연구를 통해 신규의 박테리오파지를 획득하였으며 KCTC 생물자원센터에 기탁과 함께 특허를 출원하였다(10-2016-0132241).
S. Typhimurium-specific 박테리오파지의 형태학적 특성 검토 결과, 머리(47.19±9.20 nm)와 꼬리(224.72 ± 16.33 nm)로 구성되어 있었으며 TEM 분석 결과 Siphoviridae로 추정되었다. 구조 단백질 분석을 위한 SDS-PAGE 결과 40, 75, 83, 142, 145 kDa의 4개의 주요한 단백질 밴드를 확인하였으며 전체 단백질 크기 범위는 40-145 kDa로 판명되었다. 생화학적 특성(열 안정성) 검토 결과, 10-40℃에 안정함을 확인하였다. S. Enteritidis-specific 박테리오파지의 형태학적 특성 검토 결과 머리(57.69±4.65 nm)와 꼬리 (142.85±18.91 nm)로 구성되어 있었으며 TEM 분석 결과 Siphoviridae로 추정되었다. 생화학적 특성(열 안정성) 검토 결과, 4-60 ℃ 에 안정함을 확인할 수 있었다.
마그네토일레스틱 검출 시스템 구축을 위해 마이크로미터 사이즈의 센서 플렛폼을 제작을 통해 검출한계 및 민감도를 104 CFU/토마토로부터 10 CFU/토마토로 유의적으로 감소시켰다. 또한, KFS-A9 고정화를 위한 Direct, DTSP, biotin 적용 결과, 17.6±1.2 particle/㎛2, 23.2±7.1 particle/㎛2, 9.0±2.8 particle/㎛2 의 밀도로 박테리오파지가 각각 고정화 되었고, 그 결과 Direct adsorption mathod와 DTSP adsorption mathod가 박테리오파지 고정화를 위한 최적의 방법으로 결정되었으며 KFS-A9의 최적농도는 108 PFU/mL로 각각 결정되었다. 구축된 검출 시스템을 활용하여 피망에 적용한 결과, 두 가지 고정화방법을 적용한 센서 모두 피망 표면에 접종한 A. hydrophila SNUFPC A9의 농도가 높아질수록 공진주파수 변이값과 센서 표면에 부착된 균의 밀도 또한 증가하였다. 따라서 마그네토일레스틱 검출 시스템은 식품에 존재하는 A. hydrophila SNUFPC A9을 30분 이내에 시료의 전처리 과정 없이 신속 정확하게 검출할 수 있었으므로 in-situ(현장 적용형)에서 적용 가능한 신속·스마트한 검출법임을 입증 할 수 있었다.
(출처 : 연구결과 요약문 3p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 목차 ... 2
- Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
- Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
- 1. 연구과제의 개요 ... 4
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
- 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
- 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
- Ⅲ. 연구성과 ... 8
- 끝페이지 ... 12
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