초록 ▼

노로바이러스(NoV)는 전 세계적으로 수인성·식품매개 병원체로 급성 위장염을 유발하며 일반적으로 인간 분변 오염과 관련이 있다. 사람의 분변 오염은 노로바이러스 전파의 중요한 원인이며 노로바이러스 식중독을 예방하고 공중 보건 수준을 향상시키기 위해서는 사람의 분변 오염을 확인할 수 있는 지표를 찾는 것이 중요하다. 바이러스 병원체는 물 시료에서 드물게 확인되기에 분변계대장균 및 장구균과 같은 분변지표세균은 병원체의 농도를 측정하는데 대신 사용되고 있고 이러한 지표세균은 수질 안전관리 모니터링을 위해 세계적으로 사용되고 있다. 기존의

노로바이러스(NoV)는 전 세계적으로 수인성·식품매개 병원체로 급성 위장염을 유발하며 일반적으로 인간 분변 오염과 관련이 있다. 사람의 분변 오염은 노로바이러스 전파의 중요한 원인이며 노로바이러스 식중독을 예방하고 공중 보건 수준을 향상시키기 위해서는 사람의 분변 오염을 확인할 수 있는 지표를 찾는 것이 중요하다. 바이러스 병원체는 물 시료에서 드물게 확인되기에 분변계대장균 및 장구균과 같은 분변지표세균은 병원체의 농도를 측정하는데 대신 사용되고 있고 이러한 지표세균은 수질 안전관리 모니터링을 위해 세계적으로 사용되고 있다. 기존의 위생 지표 박테리아(Escherichia coli 등)는 자연계 (동물 배설물 등)에 널리 존재하고 있기 때문에 사람의 분변에만 존재하는 미생물을 탐색하는 것은 분변에서 유래되는 노로바이러스 오염을 확인할 수 있는 지표가 될 수 있다. 본 연구의 목적은 기존의 위생 지표 미생물과 다른 지표 물질을 탐색하고 지표로서 사용할 수 있는 과학적 근거를 연구하는 것이다. 2014년 metagenomic 데이터를 통해 crAssphage라는 인간의 장과 분변에 관련된 것으로 보고되고 있는 박테리오파지가 발견되었다. 본 연구에서 우리는 노로바이러스의 안전관리를 위한 분변 오염의 지표로서 crAssphage의 가능성을 연구하였다. 국외에서 보고된 crAssphage 유전자 검출법 민감도 비교를 통해 미국환경청, 미국질병관리통제센터 검출법 선정하여 과거에 국내에서 수집된 환경시료에 적용하여 국내 crAssphage를 검출하였다. 국내에서 검출된 crAssphage에 대한 전장유전체 분석을 통해 국내 분리 crAssphage 유전자 기반한 Realtime PCR 시험법 개발하였으며 국외 유전자 검출법과 민감도 비교를 수행하여 하천수, 해수, 지하수를 대상으로 crAssphage 모니터링에 사용하였다. 개발된 유전자 검출법의 특이성 검증을 위해 13종 세균 및 바이러스 유전자 증폭결과 비특이적인 유전자 증폭이 확인되지 않아 특이성이 검증되었다. 기존 국외에서 보고된 conventional PCR의 민감도를 개선하기 위해 nested conventional PCR primer와 증폭조건을 디자인하여 crAssphage Realtime PCR 양성시료에 적용하였다. 새롭게 디자인된 nested conventional PCR법을 통해 기존 검사법에서 검출하지 못한 시료에서 crAssphage를 추가적으로 검출할 수 있었다. crAssphage 모니터링 결과 지하수 17.5%(14/80), 하천수 70.6%(36/51), 해수는 30.9%(17/55)의 검출을 확인하였다. 분변과 하천수에서 검출된 crAssphage 염기서열 및 계통분석 결과, 분변은 중국, 미국, 러시아 strains와 상동성이 높았으며 하천수는 미국, 러시아 strains와 상동성이 높았고 지하수, 해수 모두 미국 strains와 상동성이 높게 분석되었다. 카이제곱 검정을 이용하여 crAssphage 노로바이러스 연관성 분석한 결과 하천수와 해수에서 연관성이 높은 것으로 확인되었다. 200건의 동물(소, 돼지) 분변에서는 crAssphage 유전자를 확인한 결과 모든 분변에서 검출되지 않았다. 이러한 결과는 crAssphage는 사람의 분변에만 존재하는 것을 확인한 결과로 볼 수 있다. 본 연구를 통해 crAssphage는 노로바이러스 분원성 병원체의 오염을 간접적으로 확인할 수 있는 지표로서 가능성을 확인하였다.

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Norovirus(NoV) is responsible for major problems of waterborne and foodborne epidemic acute gastroenteritis worldwide and is usually associated with human feces. Fecal contamination is an important part of the transmission of norovirus, so it is urgent to find indicators that can identify human feca

Norovirus(NoV) is responsible for major problems of waterborne and foodborne epidemic acute gastroenteritis worldwide and is usually associated with human feces. Fecal contamination is an important part of the transmission of norovirus, so it is urgent to find indicators that can identify human fecal contamination in order to prevent food poisoning and improve the level of public health. Human viral pathogens are rarely measured in water samples, and simple relationships between fecal indicator bacteria, such as fecal coliforms and enterococci, and pathogen concentrations are used instead. These bacteria are used worldwide to monitor water safety. Since existing sanitary indicator bacteria (Escherichia coli, etc.) are widely present in the natural world (animal waste, etc.), it is necessary to discover new microorganisms existing only in human feces.
Therefore, the aim of this study is to find ways to search for and use indicator materials different from the existing hygiene indicator bacteria. Recently, in 2014, metagenomic data discovered a bacteriophage named crAssphage. It has been reported to be associated to human gut and fecal waste. We studied the possibilities of crAssphage as an indicator of fecal contamination for safety management of norovirus. Based on the sensitivity comparison of the crAssphage gene detection method previously reported from other countries, the U.S EPA and the U.S CDC were selected as the detection methods and applied to environmental samples collected in the past. We conducted development of the crAssphage Realtime PCR method based on full-length genome of the crAssphage detected in Korea, and the sensitivity comparison with Realtime PCR of other countries was performed and used for crAssphage monitoring in stream water, seawater, and groundwater. In order to validate the specificity for new crAssphage Realtime PCR method, the amplification of 11 of bacteria and 2 virus genes did not detect the nonspecific amplification, so the specificity was conformed. To improve the sensitivity of conventional PCR reported from other countries, nested conventional PCR primers and amplification conditions were designed and applied to crAssphage Realtime PCR positive samples. Through the newly designed nested conventional PCR method, crAssphage could be additionally detected in previously negative samples. As a result of monitoring crAssphage, 17.5% (14/80) of groundwater and 70.6% (36/51) of stream water and 30.9% (17/55) of seawater were detected. As a result of the crAssphage sequence and phylogenetic analysis detected in human stools and stream waters, human stools were highly homologous to strains in China, the U.S, and Russia, and stream water was analyzed to have high homology with strains in the U.S and Russia. Relative analysis of crAssphage and norovirus using chi-squared test confirmed that there is a high relation in stream water and sea water. In 200 animal(bovine, pig) stool samples, the crAssphage gene was not detected in all samples.
These results can be seen as the result of confirming that crAssphage is present only in human stool. Therefore, crAssphage may be used as a potential indicator microorganism to measure norovirus fecal contamination.

(출처 : Summary 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 자체연구개발과제 최종보고서 ... 2
• 국문 요약문 ... 4
• Summary ... 6
• 목차 ... 8
• 그림목차 ... 9
• 표목차 ... 12
• Ⅰ. 연구개발과제 연구결과 ... 14
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 14
• 제2장 연구개발과제의 국내·외 연구개발 현황 ... 28
• 제3장 연구개발과제의 연구수행 내용 및 결과 ... 31
• 제4장 연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 128
• 제5장 연구개발과제의 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 130
• 제6장 연구개발과제의 연구개발 결과 활용계획 ... 130
• 제7장 참고문헌 ... 132
• 끝페이지 ... 134