[보고서]전장염기서열분석에 의한 침습성 B군 사슬알균의 유전체 연관성, 병원성 유전체 및 항생제 내성 유전자 분석

김선주

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전장염기서열분석에 의한 침습성 B군 사슬알균의 유전체 연관성, 병원성 유전체 및 항생제 내성 유전자 분석
Determination regarding genetic clusters, pathogenicity island, and antimicrobial resistance sequences of invasive group B streptococci based on whole genome sequences 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	경상대학교 GyeongSang National University
연구책임자	김선주
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2020-06
과제시작연도	2020
주관부처	과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT
등록번호	TRKO202100012413
과제고유번호	1345314808
사업명	이공학학술연구기반구축(R&D)
DB 구축일자	2021-08-14
키워드	B군 사슬알균.유전체.전장염기서열분석.항균제 내성.뇌수막염.패혈증.

초록 ▼

□연구개요
B군 사슬알균은 신생아 패혈증, 뇌수막염의 가장 중요한 원인균임
최근 성인에서도 패혈증, 요로감염, 화농 등 감염 증가함
B군 사슬알균에 대한 유전체 분석을 통하여, 다양한 각도에서 심층있게 분석함
Bioinformatics를 이용하여 차세대염기서열분석 결과 해석
B군 사슬알균의 코어유전자의 클러스터 연관성을 탐색
비침습적 균과 비교하여 침습성 균에서 병원성 유전체를 탐색
감수성 균과 비교하여 내성균에서 내성에 관여하는 내성 유전자를 탐색

□연구 목표대비 연구결과
연구목표
1. B군 사슬알균(group B streptococci, GBS)의 전장염기서열 분석에 의한 유전체 클러스터 분석
2. 침습적 및 비침습적 B군 사슬알균의 전장염기서열 분석에 의한 병원성 유전체 분석
3. 항균제 내성 및 감수성 균주의 전장염기서열 분석에 의한 항균제 내성 유전자 분석
4. 한국과 일본에서 분리된 B군 사슬알균의 유전체 구조 및 내성 유전자 차이 비교

연구결과
1. 66균주의 B군 사슬알균에 대한 전장염기서열 분석에 의한 유전체 클러스터 분석함
2. 침습적 검체(혈액 26주, 뇌척수액 10주), 비칩습적 검체(소변 17주, 질분비물 13주) 총 66주 분석함
3. Clindamycin-susceptible, erythromycin-resistant 표현형 7주를 포함한 다양한 항균제 내성 표현형 비교 분석함
4. 일본 연구자 연구비 미수령으로 일본 균주와 비교 연구는 시행하지 못함
5. 추가로 침습성, 캡슐 유전자형에 따른 pan-genome orthologous group 분석함

□연구개발결과의 중요성
우리나라에서는 최초로 다수의 B군 사슬알균(총 66주)에 대한 전장염기서열분석(whole genome analysis)를 시행하고, 항생제 내성 패턴에 따라 혹은 침습성 여부에 따라 다양한 각도에서 생물정보(bio-informatics)를 분석함.
이러한 생물정보 분석에 대한 경험과 노하우는 추후 다른 연구에도 이용되고 접목될 수 있음.
일본 기타사토대학의 다카시 교수는 생물정보 분석에 많은 도움을 주었음. 국제교류 적인 측면에서도 일본의 전문가를 잘 활용하고, 지속적인 정보 교환을 하였음.

(출처 : 요 약 문 3p)

목차 Contents

표지 ... 1
연구결과 요약문 ... 3
목차 ... 4
1. 연구개발과제의 개요 ... 4
2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
3. 연구개발결과의 중요성 ... 19
4. 참고문헌 ... 20
5. 연구성과 ... 21
끝페이지 ... 22

표/그림 (5)

표 goeBURST diagram of S. agalactiae strains in Korea. Numbers in the circles show the sequence types (STs), and numbers near the lines indicate the number of differing alleles between the 2 connected STs. Putative clonal complexes (CCs) are identified by an outer dotted frame and correspond to the STs with the higher number of single locus variants. Black, deep gray, and light gray colors in the circles represent the clindamycin-resistant and erythromycin-susceptible strains, clindamycin-susceptible and erythromycin-resistant strains, and others, respectively
표 A genome tree constructed by Orthologous ANI tool. A genome tree was constructed based on the analysis results determined using the Orthologous Average Nucleotide Identity Tool (OAT), with all the strains enrolled in the study and the S. agalactiae strain NCTC8181 (accession number UAVB00000000) isolated from environmental milk. Asterisks show the clindamycin-resistant and erythromycin-susceptible (CRES) strains. Daggers indicate the clindamycin-susceptible and erythromycin-resistant (CSER) strains. We found concordance of the group distribution on the tree with the capsular polysaccharide genotype distribution (Ia, Ib, III, V, and VIII)
표 Pan-genome and core-genome prediction curves obtained from the genomes of 66 S. agalactiae isolates. The final pan- and core-genome sizes were 3,416 and 1,658 genes, respectively
표 Circular representation of S. agalactiae genomes using comparative genome hybridization (CGH). Inner circle: Blue indicates GC ratio higher than average value and yellow indicates GC ratio lower than average value. Second circle: Green indicates positive GC skew value and red indicates negative GC skew value. Both GC ratio and GC skew metrics are displayed at 10 kb internals. Third circle: Red indicates rRNA and blue indicates tRNA. Fourth circle: Predicted coding regions on the reverse stand by role categories. Fifth circle: Predicted coding regions on the forward strand. Circles 1–5 represent the genomic information of the GCH19 isolate with capsular polysaccharide (CPS) genotype III. Circles 6–14 represent comparative genome hybridizations of the reference strain with eight isolates (NCTC 8181; GCH77 with CPS Ia; GCH68 with CPS III; GCH57 with CPS Ib; GCH64 with CPS III; GCH45 with CPS VIII; GCH11 with CPS Ia; GCH8 with CPS Ib; GCH4 with CPS VIII). Blue indicates gene present in the test strain. Darker blue colors represent higher similarities than bright ones. Yellow indicates non-reciprocal hit, and red indicates gene absent in test strain. Outer circle: The genome of the GCH19 isolate. Each color band represents single contig of the entire 41 contigs
표 A Venn diagram using 5 isolates [GCH11 from blood, GCH8 from blood, GCH19 from blood, GCH68 from cerebrospinal fluid (CSF), and GCH4 from blood] harboring the main genotypes of capsular polysaccharide (CPS) Ia, Ib, III, III, and VIII, respectively. GCH19 with CPS III and GCH11 with CPS Ia showed the most diverse genomes compared to others

참고문헌 (25)

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