Polymerase Chain Reaction for the Rapid Detection of Listeria monocytogenes in Foods Using HlyA Gene Primers

HlyA유전자 Primer를 이용한 PCR에 의한 식품으로부터 Listeria monocytogenes의 신속 검출 방법

The study was conducted to develop a rapid method for the detection of Listeria monocytogenes in foods via polymerase chain reaction (PCR) technique using hemolysin gene (hlyA) primers. Specificity and sensitivity of PCR, optimal conditions for PCR and application of hlyA gene primers for the detection of L. monocytogenes from milk and beef were investigeted. Each of the 20 L. monocytogenes strains gave a single 713 bp band, but other Listeria sup. and other bacteria did not show any bands. As few as 1 pg of L. monocytogenes DNA or 2.4$\times$10$^4$L. monocytogenes cells could be detected with hlyA gene primers. PCR product was most improved at 20~30 cycle in terms of removal of tailing and sensitivity. Also, the sensitivity was significantly improved by the further 10~15 cycle after 20 cycle PCR amplication. Milk (10 mL) and beef (10 g) samples were inoculated with L. monocytogenes at the concentrations ranging from 0 to 10$^{7}$ CFU/mL or g to determine the best sensitivity of PCR for the rapid detection of L. monocytogenes. PCR assay could detect 2 cells in milk with repeating PCR amplication and 2.6$\times$10$^2$cells in beef sample after 24 hr enrichment growth at 35$^{\circ}C$ in LEB.

본 연구는 식품에 존재하는 L. monocytogenes균의 신속한 검출방법을 조사하기 위하여 hlyA 유전자 primer 를 사용하여 PCR 기법으로 행하였으며 primer의 특이성과 PCR의 민감성, L. monocytogenes균의 검출을 위한 최적조건 및 우유 및 소고기의 적용시험을 각각 조사하였다 PCR 특이성 실험에서는 L. monocytogenes 20주에 대한 PCR 분석 결과 모두 713 bp 크기의 PCR products를 확인할 수 있었고, Listeria spp. 및 다른 세균에서는 동일한 Poducts가 증폭되지 않으므로써 hiyA based primer의 L. monocytogenes에 대한 PCR 특이성이 관찰되었다. PCR 분석법의 민감도는 L. monocytogenes ATCC 19111의 1 pg DNA와 2.4$\times$$10^4$cell 수준에서 target DNA가 증폭되었다. Tailing의 제거와 민감도를 높이기 위하여 PCR cycle 수에 따른 최적조건을 조사한 결과 20~30 cycle 정도의 PCR clcyle 수가 좋은 것으로 나타났으며 민감도는 20 cycle PCR amplification을 행한 후 한번 더 10~15 cycle로 처리했을 때 훨씬 증가하였다. 한편, 우유(10 mL)와 쇠고기 절편(10g)에 0~$10^{7}$ CFU/mL 또는 g 수준으로 L. monocytogenes를 신속하게 검출하기 위하여 PCR을 적용한 결과, 우유시료에서는 2번 PCR을 반복함으로써 2 cells까지 검출할 수 있었고, 쇠고기 절편은 LEB로 35$^{\circ}C$에서 24시간 증균하여 PCR합으로써 2.6$\times$$10^2$cell가지 검출할 수 있었다.