초록 ▼

연구의 목적 및 내용
□ 항생제내성 수퍼박테리아는 인류의 항생제 남용으로 발생했으며 환경생태에 영향을 미친다. 하수 및 폐수에 존재하는 항생제 내성균은 하수처리장의 활성슬러지 공정으로 유입되어 내성균의 수평적 전이를 통해서 더욱 확산된다. 최근 소독공정을 거친 유출수에서 항생제 내성균이 검출되었듯이, 소독 공정으로 해결되지 않는 활성슬러지 공정의 유출수의 항생제 내성균에 대한 대책이 필요한 실정이다.

□ 본 연구는 박테리오파지(bacteriophage)라는 미생물만을 분해/감염시키는 바이러스를 이용하여 생물학적인

연구의 목적 및 내용
□ 항생제내성 수퍼박테리아는 인류의 항생제 남용으로 발생했으며 환경생태에 영향을 미친다. 하수 및 폐수에 존재하는 항생제 내성균은 하수처리장의 활성슬러지 공정으로 유입되어 내성균의 수평적 전이를 통해서 더욱 확산된다. 최근 소독공정을 거친 유출수에서 항생제 내성균이 검출되었듯이, 소독 공정으로 해결되지 않는 활성슬러지 공정의 유출수의 항생제 내성균에 대한 대책이 필요한 실정이다.

□ 본 연구는 박테리오파지(bacteriophage)라는 미생물만을 분해/감염시키는 바이러스를 이용하여 생물학적인 활성슬러지 공정에서 확산이 가능한 항생제내성 수퍼박테리아의 확산 방지에 목적을 둔다.

□ 연구내용
- 생물학적 하수처리공정에서 항생제내성 수퍼박테리아 특성 및 분리
- 분리된 내성균을 감염/분해시키는 박테리오파지 분리 및 특성 분석
- 추출된 파지의 안정성 및 효율 평가
- Biofilm 감염능력 평가 및 반응조를 이용한 실험적 설계요소 도출

연구결과
□ 병원하수처리장의 생물학적 반응조의 미생물 분석결과 병원내 가정하수를 처리하는 공정보다 병원오수를 처리하는 공정에서 다수의 항생제 내성균이 발견되었으며 발견된 종들은 대부분 다재내성의 특성을 보였다.
□ 분리된 항생제 내성균인 Enterobacter를 감염시키는 박테리오파지를 추출하였으며 Enterobacter는 kanamycin, penicillin, tetracycline, vancomycin에 저항을 가진 다중항생(수퍼박테리아)특성을 보였으며 분리된 파지는 전형적인 용균성 감염특성, Myoviridae family에 속하고 파지의 길이는 약 200nm으로 측정되었다.
□ 분리된 파지는 환경적인 요소인 온도, pH, 저장기간에 안정성을 나타내었고 파지를 이용해서 Enterobacter 의 biofilm을 제거할 수 있었다. 또한 활성슬러지와 같은 생물반응조의 적용시 반응조에 유용한 미생물(유기물 및 질소제거 미생물)은 감염시키지 않는 특성을 확인할 수 있었다. 따라서 수처리공정 적용시 소독공정의 후단에 선택적으로 가능한 파지기반 생물방제 기술이 될 수 있을 것이다.

연구결과의 활용계획
□ 활성슬러지 공정에서 전이 및 확산될 수 있는 항생제 내성균/유전자의 제어에 박테리오 파지가 활용될 수 있을 것이다.
□ 뿐만 아니라 박테리오파지 기반 생물방제의 활용 가능성은 아래와 같다.
- Cyanobacteria로 인해 발생되는 부영양 및 녹조제어에 활용
- 생물막 형성으로 문제가 되는 관로 및 biofouling의 저감에 활용
- 기타 원하지 않는 박테리아의 증식으로 야기된 문제의 해결방안 응용

( 출처 : 한글요약문 4p )

Abstract ▼

Purpose&contents
□ Antibiotic resistance bacteria (ARB) have been widespread in the environment due to the overuse of antibiotics and their presence in water and wastewater have influenced to environmental ecology. Wastewater treatment plants (WWTP) receive ARB of wastewater and can be a hot plac

Purpose&contents
□ Antibiotic resistance bacteria (ARB) have been widespread in the environment due to the overuse of antibiotics and their presence in water and wastewater have influenced to environmental ecology. Wastewater treatment plants (WWTP) receive ARB of wastewater and can be a hot place to spread ARB and antibiotic resistance genes(ARG). Recently, ARB and ARG were detected in effluent of WWTP where the disinfection system is installed. Therefore, the alternative methods are required to control ARB and ARG from the treated effluent.
□ This study aims the reduction of ARB using bacteriophage-based biocontrol. Here, bacteriophage (phage) is virus that infects only bacteria. Phage can be applied to control unwanted bacteria in the activated sludge.
□ Study content
- Isolation and characteristics of Antibiotic resistance bacteria from activated sludge
- Extraction of bacteriophage infecting antibiotic resistance bacteria
- Stability and efficiency of the isolated bacteriophage
- Biofilm control and design factor of reactor

Result
□ Pyrosequencing analysis and antibiotic resistance database indicated that hospital wastewater had more antibiotic resistance bacteria than domestic wastewater.
□ Multi-drug resistance bacterium (Enterobacter sp.) was isolated and had antibiotic resistances which are against kanamycin, penicillin, tetracycline and vancomycin. Bacteriophage infecting Enterobacter was lytic nature and belonged to Myoviridae family(200 nm length).
□ The isolated phage was stable on various temperatures, pH and storage duration. Biofilm formed by ARB was reduced using bacteriophage-based biocontrol. Therefore, bacteriophage-based biocontrol can be used to reduce unwanted bacteria growth such as antibiotic resistance bacteria.

Expected Contribution
□ Bacteriophage-based biocontrol can be used to reduce ARB/ARG in activated sludge process. Except for the control of ARB, bacteriophage can be used as the follows.
- Algal bloom control
- Biofilm and biofouling control
- Control of unwanted bacterial growth

( 출처 : SUMMARY 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 9
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 21
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 22
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 22
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 22
• 8. 참고문헌 ... 23
• 9. 연구성과 ... 24
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 25
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 25
• 12. 기타사항 ... 26
• 별첨1. 대 표 연 구 성 과 ... 27
• 끝페이지 ... 32