본 연구의 목적은 국내 어류 연쇄구균증 병원체 동정에 있어서 Streptococcus iniae에 대한 구체적인 국내 연구 보고가 없어, 기존에 수행되고 있는 동정방법을 근간으로 16S-23S intergenic spacer region (ISR)의 염기서열을 분석하여 보다 명확한 동정을 실시하고자 하였다. API 20 strep system에 의한 생화학적 성상을 분석해본 결과 정확한 종 동정은 이루어지지 않았지만 기존의 연구에서 보고된 API 20 strep system에 의한 S. iniae의 생화학적 성상과 높은 유사성을 보이는 10균주를 분리할 수 있었다. S. iniae 16S rRNA gene 서열 유래 종 특이적 primer Sin-1 5'-CTAGAGTACACATGTACT(AGCT)AAG-3'와 Sin-2 5'-GGATTTTC CACTCCCATTAC-3'에 의한 PCR-assay 결과 시험균주 10 균주 모두 동일하게 약 300bp의 증폭산물이 관찰되었고, 비 특이적인 반응은 관찰되지 않았다. 시험균주 모두 3개의 16S-23S ISR operon 구조가 관찰되었으나 S. iniae 표준균주 (KCTC 3657)의 경우 단일 구조가 관찰되었다. 16S-23S intergenic spacer region (ISR)의 염기서열을 분석해본 결과 기존에 보고된 S. iniae (Genbank accession number AF 048773)와 96%의 상동성을 보였으며 전체서열에서 상동성을 보이는 근연종이나 근연속은 검색되지 않아 최종적으로 S. iniae로 동정하였다.
We have examined the 16S-23S rRNA intergenic spacer region (ISR) of Vibrio vulnificus KCTC 2959. ISRs were amplified by primers complementary to conserved regions of 16S and 23S rRNA genes. ISR amplicons were cloned and sequenced. Analysis of the ISR sequences showed that V. vulnificus KCTC 2959 contains five types of polymorphic ISRs. Size of ISRs ranged from 424 to 741 bp in length and the number of tRNA genes ranged from one to four. The ISRs were designated as ISR-E $(tRNA^{Glu}),\;ISR-IA\;(tRNA^{Ile}-tRNA^{Ala})$, ISR-EKV $(tRNA^{Glu}-tRNA^{Lys}-tRNA^{Val})$, ISR-IAV $(tRNA^{Ile}-tRNA^{Ala}-tRNA^{val})$ and ISR-EKAV $(tRNA^{Glu}-tRNA^{Lys}-tRNA^{Ala}-tRNA^{Val})$ based on their tRNA genes. Multiple alignment of representative sequences from different Vibrio species revealed several domains of high sequence variability. We used the sequences of variable domains to design species-specific primer for detection PCR. Specificity of the primers was examined using genomic DNA prepared from 18 different Vibrio species. The results showed that the PCR using primers designed in this study can be used to detect V. vulnificus from other Vibrio species.
본 연구는 위장관염을 일으키는 Vibrio fluvialis의 16S-23S rRNA intergenic spacer region을 분석하였다. ISR을 PCR 증폭 후 plasmid vector에 클로닝하여 염기서열을 분석하였다. 그 결과, ISR의 염기서열은 tRNA gene 조성과 크기에 따라 총 6개의 type으로 분류되었다. 각 type은 tRNA gene 조성과 수에 따라 ISR-A, ISR-E, ISR-El, ISR-lA, ISR-EKV, ISR-EKAV로 명명하였으며, ISR-A는 tRN $A^{Ala}$; ISR-lA, tRN $A^{Ile}$-tRN $A^{Ala}$; ISR-EKV, tRN $A^{Glu}$-tRN $A^{Lys}$-tRN $A^{Val}$; ISR-EKAV, tRN $A^{Glu}$-tRN $A^{Lys}$-tRN $A^{Ala}$-tRN $A^{Val}$; ISR-E와 El은 tRN $A^{Glu}$를 갖고 있었다. 이 중 ISR-EKV type은 minor type으로 존재하고 있으며, 여러 Vibrio종의 ISR-EKV type과 비교시 변이성이 높은 부위를 확인하였다. 따라서, 이 ISR-EKV의 염기서열을 여러 Vibrio종에서 V. fluuialis를 검출하기 위한 species-specific primer 제작에 이용하였다. 제작된 primer의 특이성은 여러 Vibrio 의 genomic DNA를 분리하여 PCR 반응으로 확인하였다. 그 결과, 제작된 primer는 V. fluvialis에 종 특이성이 있으며 여러 Vibrio종으로부터 빠른 검출이 가능함을 확인하였다.로부터 빠른 검출이 가능함을 확인하였다.
Rotifer와 병든 넙치 자어로부터 분리된 2개의 균주는 표현형적인 특성 확인 결과 Vibrio ichthyoenteri로 확인이 되었다. V. ichthyoenteri를 검출하기 위래 고감도 PCR 방법 개발을 하기 위래 V. ichthyoenteri 16S-23S rRNA intergenic spacer region(ISR)을 분석하였고, V. ichthyoenteri중 특이적 primer를 개발하였다. V. ichthyoenteri 의 ISR를 분석한 결과 1개의 다형성 ISR type서열을 포함하고 있었다. ISR서열은 길이는 348bp이며 tRNA gene을 가지고 있지 않았다. 이 서열을 가지고 이미 알려진 다른 Vibrio 종의 ISR 서열과 mutiple alignment를 수행한 결과 여러 영역에서 높은 가변성을 나타내어 가변 부위를 표적으로 하여 V. ichthyoenteri를 검출하기 위한 종 특이적 primer를 제작하였다. 제작된 primer의 특이성을 확인하기 위해 Vibrio 표준균주 19종의 genomic DNA와 분리균주 18 group에 genomic DNA 그리고 V. ichthyoenteri와 가장 유사한 서열을 가지고 있다고 알려진 Vibrio 종의 genomic DNA를 가지고 시험하였다. 그 결과 본 연구에서 제작된 종 특이적 primer를가지고 PCR 반응을 하면 V. ichthyoenteri를 검출 할 수가 있다.
부산의 가물치 양식장으로부터 분리된 A. veronii bv. sobria 와 A. caviae를 대상으 로 16S-23S rRNA Intergenic Spacer Region을 cloning 하여 염기서dufd을 분석하였다. A. veronii bv. sobria 는 4그룹의 band pattern이 형성되었고 A. caviae는 1그룹만이 존재하였 다. A. veronii bv. sobria 의 4그룹에 대한 band 수는 2~4개까지 다양하게 나타났으며. 479~481 bp (ISR-1), 513~524 bp (ISR-2), 537~539 bp (ISR-3) 의 염기서열을 밝혀냈다. A. caviae는 3개의 band가 형성되었고,470~480bp (ISR-1), 521~525bp (ISR-2),568~602 bp (ISR-4)의 염기서열을 가지고 있었다. 그리고 이들에 대한 tRNA를 분석한 결과 ISR-1은 tRNAIle(GAT), tRNAAla(TGC)를 가지고 있고 ISR-2,3,4는 tRNAGlu(TTC)를 가지고 있었 다. A. caviae는 ISR-4의 151~281 bp에서 A. veronii bv. sobria 가 가지고 있지 않은 보존 적인 염기서열을 가지고 있었다. 그 중 A. vaviae의 178~197 bp 염기서열을 primer로 design하여 PCR을 실시한 결과 A. caviae 균주에서만 종특이적으로 생성되는 450 bp 정도 의 밴들르 얻을수 있었다.
The 16S-23S rRNA intergenic spacer regions (ISRs) were sequenced and analyzed to design specific primer for identification of Pectobacterium chrysanthemi. Two types ISRs, large and small ISRs, were identified from three strains (ATCC 11663, KACC 10163 and KACC 10165) of P. chrysanthemi and Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum ATCC 15713.Large ISRs contained transfer RNA-Ile(tRNA$^{Ile}$)and tRNA$^{Ala}$, and small ISRs contained tRNA$^{Glu}$. Size of the small ISRs of P. chrysanthemi ranged on 354-356 bp, while it was 451 bp in small ISR of P. carotovorum subsp. carotovorum ATCC 15713. From hypervariable region of small ISRs, species-specific primer for P. chrysanthemi with 20 bp length (CHPG) was designed from hypervariable region of small ISRs, which was used as forward promer to detect P. chrysanthemi strains with R23-1R produced PCR product of about 260bp size (CHSF) only from P. chrysanthemi strains, not from other Pectobacterium spp. and Erwinia spp. Direct PCR from bacterial cell without extracting DNA successfully amplified a specific fragment, CHSF, from P. chrysanthemi ATCC 11663. The limit of PCR detection was 1${\pm}10^2$ cfu/ml.
2003년 5월과 2003년 10월동안에 제주도내 5개소의 넙치 종묘배양장에서 초기 먹이로 공급 되어지는 동물성 플랑크톤인 rotifer와 20-30일령 넙치 자어에서 장관백탁증 원인균으로 알려진 V. ichthyoenteri를 분리하기 위해 실험한 결과 총 71개의 Vibrio sp. 분리가 되었고, 생화학적 동정결과 2개의 그룹에서 24개의 V ichthyoenteri가 동정 되었다. V. ichthyoenteri의 신속한 검출을 위한 종특이적 primer를 V. ichthyoenteri(KCCM 40870)ISR의 특이적인 서열을 이용하여 제작하였다. V. ichthyoenteri를 포함한 20종의 Vibrio속 균주의 genomic DNA와 18group 분리균주 genomic DNA를 PCR한 결과 V. ichthyoenteri 만의 특이적인 band가 생성됨을 알 수가 있다. 따라서 V. ichthyoenteri(KCCM 40870) ISR의 서열로 제작한 primer가 넙치 자치어에 발병하는 장관백탁증 원인균인 Vibrio ichthyoenteri의 신속한 검출과 정확한 동정을 할 수 있는 molecular marker로 이용할 수 있음을 확인하였다.
Bioleaching is the process in which insoluble metal sulfide is oxidized by specialized iron- and/or sulfur-oxidizing lithotrophic bacteria in acidic, metal-rich environments. Most of these processes are carried out by the genus Thiobacillus. Three novel Thiobacillus strains (Thiobacillus thiooxidans AZ11, Thiobacillus thiooxidans MET, and thiobacillus thiooxidans TAS) associated with bioleaching have been isolated from soil and sludge (Korean patent No. 1999-0073060 for T. thiooxidans AZ11, Korean patent No. 1999-0005798 for T. thiooxidans MET, and Korean patent No. 1999-0073059 for T. thiooxidans TAS). A partial sequence of 16S ribosomal RNA gene (16S rDNA) and the entire sequence of 16S/23S intergenic spacer region (ISR) were determined in the three above novel strains and in Thiobacillus ferrooxidans ATCC19859 as a reference strain. When phylogenetic analysis was performed based on G+C contents and sequence alignments, T. ferroxidans ATCC19859 was found to be closely related to previously registered T. ferrooxidans strains in a monophyletic manner, while the three novel T. thiooxidans strains were classified in a paraphyletic manner. Close examination on the base composition of 16S/23S ISR revealed that the 5\` part (nucleotide residues 21-200) was specific for the genus Thiobacillus. On the other end, the 3\` part (nucleotide residues 201-520) showed specificity in T. ferrooxidans strains, but not in T. thiooxidans strains. These results suggest that the proximal and distal halves of 16S/23S could be used as a genetic marker for the identification of the genus Thiobacillus and the species T. ferrooxidans, respectively.
Flores-Fernandez, Carol N.;Chavez-Hidalgo, Elizabeth;Santos, Marco;Zavaleta, Amparo I.;Arahal, David R.
한국미생물·생명공학회지
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제47권3호
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pp.401-411
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2019
All Idiomarina species are isolated from saline environments; microorganisms in such extreme habitats develop metabolic adaptations and can produce compounds such as proteases with an industrial potential. ARDRA and 16S rRNA gene sequencing are established methods for performing phylogenetic analysis and taxonomic identification. However, 16S-23S ITS is more variable than the 16S rRNA gene within a genus, and is therefore, used as a marker to achieve a more precise identification. In this study, ten protease producing Idiomarina strains isolated from the Peruvian salterns were characterized using biochemical and molecular methods to determine their bacterial diversity and industrial potential. In addition, comparison between the length and nucleotide sequences of a 16S-23S ITS region allowed us to assess the inter and intraspecies variability. Based on the 16S rRNA gene, two species of Idiomarina were identified (I. zobellii and I. fontislapidosi). However, biochemical tests revealed that there were differences between the strains of the same species. Moreover, it was found that the ITS contains two tRNA genes, $tRNA^{Ile(GAT)}$ and $tRNA^{Ala(TGC)}$, which are separated by an ISR of a variable size between strains of I. zobellii. In one strain of I. zobellii (PM21), we found nonconserved nucleotides that were previously not reported in the $tRNA^{Ala}$ gene sequences of Idiomarina spp. Thus, based on the biochemical and molecular characteristics, we can conclude that protease producing Idiomarina strains have industrial potential; only two I. zobellii strains (PM48 and PM72) exhibited the same properties. The differences between the other strains could be explained by the presence of subspecies.
본 논문은 양식 어류에게 많은 경제적 피해를 입히고 있는 다양한 어류질병세균 중에서 연쇄구균증에 대한 일반적인 특성과 종류, 진단 방법에 대하여 기존에 연구 보고된 논문을 기반으로 알아보고자 한다. 대표적인 어류연쇄구균증의 원인체로는 Lactococcus garvieae, Streptococcus iniae, S. parauberis가 있다. 연쇄구균증에 감염 시 나타나는 증상으로는 체색변화, 안구이상, 아가미 퇴색, 출혈, 복부팽만, 신장과 비장의 종대 등의 보이다 폐사가 일어난다. 또한 수온이 상승하는 6월부터 10월까지 주로 일어나며 집단적으로 발병하여 폐사가 일어난다. 현재 연쇄구균증을 진단하기 위한 기술로는 16S rRNA, 16S-23S rRNA intergenic spacer region (ISR), Random Amplified polymorphic DNA (RAPD), Ribotyion (RT), Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) 등이 있다. 이중에서 현장에서 적용 가능성이 높은 LAMP법이 각광을 받고 있지만 결과 확인 등의 문제로 인하여 현재는 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이에 현장에서 진단부터 결과 확인까지 손쉽게 사용할 수 있도록 문제점을 보완하면 연쇄구균증에 대한 경제적 손실을 최소화 할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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