• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권2호
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• pp.394-401
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• 2016

Recently, the clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)-associated protein 9 (CRISPR/Cas9) system, a genome editing technology, was shown to be versatile in treating several antibiotic-resistant bacteria. In the present study, we applied the CRISPR/Cas9 technology to kill extended-spectrum beta-lactamase (ESBL)-producing Escherichia coli. ESBL bacteria are mostly multidrug resistant (MDR), and have plasmid-mediated antibiotic resistance genes that can be easily transferred to other members of the bacterial community by horizontal gene transfer. To restore sensitivity to antibiotics in these bacteria, we searched for a CRISPR/Cas9 target sequence that was conserved among >1,000 ESBL mutants. There was only one target sequence for each TEM- and SHV-type ESBL, with each of these sequences found in ~200 ESBL strains of each type. Furthermore, we showed that these target sequences can be exploited to re-sensitize MDR cells in which resistance is mediated by genes that are not the target of the CRISPR/Cas9 system, but by genes that are present on the same plasmid as target genes. We believe our Re-Sensitization to Antibiotics from Resistance (ReSAFR) technology, which enhances the practical value of the CRISPR/Cas9 system, will be an effective method of treatment against plasmid-carrying MDR bacteria.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권4호
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• pp.590-596
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• 2006

Clavulanic acid (CA) produced by Streptomyces clavuligerus is degraded during the bacterial cultivation. The degradation was examined in three different aspects, including physical, chemical, and enzymatic effects, in order to understand the degradation during the cultivation. The result showed that CA was unstable in the production medium containing ammonium salts and amino acids, owing to ammonium ions and amine groups. In addition, the degradation was not only due to instability of CA by metabolites and proteins, but also enzymes from S. clavuligerus such as $\beta-lactamase$ and penicillin-binding proteins. However, the degradation caused by these enzymes was not highly significant compared with the degradation during the cultivation, owing to irreversible reactions between CA and enzymes.

• 미생물학회지
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• 제48권4호
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• pp.240-245
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• 2012

녹농균은 특히 면역이 저하된 환자에게서 심각한 감염을 일으키는 그람음성의 기회감염 균주이다. 또한 carbapenem 내성 metallo-${\beta}$-lactamases (MBL)를 가진 녹농균이 한국에서 증가되는 추세로 보고되고 있다. 따라서 본 실험에서는 2차 병원인 삼육 서울 병원에서 수집된 총 92종의 임상 녹농균의 다재내성 수준을 분석하였다. 항생제에 대한 감수성은 최소억제농도(MIC) 분석에 의해 결정되었고, inhibitor-potentiated disk diffusion(IPD) 분석은 MBL 검출을 위해 수행되었다. RAPD-PCR은 임상환자에서 분리한 녹농균 계통의 유전적 유형의 특징을 밝히기 위해 사용되었다. 그 결과 임상에서 분리된 녹농균의 40.2%는 ceftazidime에 내성을, 58.7%는 meropenem에 내성을, 56.5%는 gentamicin에 내성을, 46.7%는 tobramycin에 내성을, 62.0%는 ciprofloxacin에 내성을 그리고 97.8%는 chloramphenicol에 내성을 보였다. IPD 분석에 의해 29종의 다재내성 균주로 관찰 되었고, RAPD 분석에 의해 19종은 IPM-1 유전자형을, 2종은 VIM-2 유전자형을 만들었다. MBL 유전자 검출 시험을 통해 19종의 IMP-1 생성 녹농균 중에서 16종이 유사한 유전자형을 보였고, 3종은 다른 유전자형이 관찰되었다. 임상에서 분리한 IMP-1 생성 다재내성 녹농균의 비율은 꾸준히 증가하고 있다. 이번 연구는 2010년 국내 임상에서 분리한 녹농균의 항생제 다제내성 패턴과 유전자형에 대한 정보를 제공한다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제50권4호
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• pp.406-413
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• 2018

최근 P. aeruginosa의 carbapenem에 대한 내성은 전 세계적으로 증가하고 있는 실정이다. 특히 $metallo-{\beta}-lactamases$ (MBLs)는 carbapenem의 고도 내성에 관여하고 있는 것으로 보고되고 있다. 한편, Sequence type 235 (ST235)는 다제내성 클론으로써 국제적으로 보고되고 있으며, IMP-6와 VIM-2 유전자의 확산에도 관여하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 2008년 3월부터 2014년 6월까지, 대전지역의 3차 병원에서 분리된 carbapenem 내성 P. aeruginosa에서 MBL 유전자를 분석하고 이에 대한 역학관계를 조사하고자 하였다. 항균제 감수성 양상은 디스크 확산법으로 확인하였고, MBL 유전자의 분석을 위해 PCR과 염기서열분석을 수행하였다. 더불어, 역학 관계를 조사하기 위해 multilocus sequence typing (MLST)를 실시하였다. 110 균주의 carbapenem 내성 P. aeruginosa 중, 32균주(29.1%)가 MBL를 생성하였고, IMP-6 (29균주, 90.6%)가 주요하게 확인되었다. VIM-2는 3균주(9.4%)에서 확인되었으며, 모두 ST357로 확인되었다. IMP-6를 생성하는 P. aeruginosa는 모두 다제내성을 보였고, ST235로 확인되었다. ST235 (55균주, 50.0%)는 가장 높은 비율로 확인된 클론이며 7년 동안 지속적으로 확인되었다. 이러한 다제내성 ST235의 확산을 방지하기 위해, carbapenem의 과도한 사용을 제한하고, 지속적으로 모니터링하는 전략이 개발되어야 할 것으로 사료된다.

• Pediatric Infection and Vaccine
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• 제23권3호
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• pp.223-228
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• 2016

국내 Shigella 감염은 대부분 Shigella sonnei 에 의해 발생하나 드물게 Shigella flexneri 에 의한 집단 감염이 보고되고 있다. 항생제 사용률이 높은 국내에서 extended-spectrum ${\beta}-lactamase$ (ESBL) 생성 S. sonnei 감염에 대한 보고는 있었으나 ESBL을 생성하는 S. flexneri 에 대한 예는 지금까지 없었다. 저자들은 국내 한 어린이집에 다니는 소아 2명에게서 CTX-M-14 유형 ESBL 생성 S. flexneri type 2a 감염 증례를 경험하였으며 이는 국내에서 ESBL을 생성하는 S. flexneri 감염의 첫 증례이다. 앞으로 국내에서도 Shigella 감염 시 ESBL 균주의 가능성을 고려하고 적극적인 역학조사와 경험적 항생제 투여에 대한 신중한 선택이 필요할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국동물위생학회지
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• 제37권1호
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• pp.19-27
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• 2014

This study was conducted to investigate the antimicrobial resistance, presence of ${\beta}$-lactamase genes and integrons in 83 ESBL-producing Escherichia coli isolated from Nakdong river and Geumho river in Daegu. Among the ${\beta}$-lactam antimicrobials, all isolates were resistant to ampicillin, cephalothin, cefamandole and cefotaxime, followed by piperacillin (98.8%), ampicillin/sulbactam (86.7%), aztreonam (60.2%) and cefepime (59.0%), whereas resistance to piperacillin/tazobacram, ticarcillin/clavulanic acid and cefoxitin was less than 30%. Many of the ESBL-producing Escherichia coli were also resistant to non-${\beta}$-lactams antimicrobials such as nalidixic acid (83.1%), sulfonamides (72.3%), ciprofloxacin (62.7%) and gentamicin (38.6%). All isolates showed resistance to seven or more antimicrobial agents. The most frequently detected gene was $bla_{TEM+CTX-M}$ (49.4%), followed by $bla_{CTX-M}$ (27.7%), $bla_{TEM}$ (6.0%) and $bla_{OXA}$ (1.2%). But $bla_{SHV}$ was not found. Class 1 integrons were found in 61.4% (51 isolates) of isolates, however, class 2 and 3 integrons were not detected. The results showed water from Nakdong river and Geumho river is contaminated with ESBL-producing E. coli isolates. These results suggest the need for further investigation of antibiotic resistant bacteria to prevent public health impacts in the water environment.

• 미생물학회지
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• 제37권4호
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• pp.277-283
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• 2001

본 논문은 임상검체 이외의 자연계내에서 extended-spectrum $\beta$-lactamase (ESBL) 생성균주의 분리 여부를 확인하고, 분리되었을 경우 이들의 유형을 조사하기 위함이었다. 하수종말처리장, 가물치양식장, 부경대학교 담수어양식장, 공중목욕탕으로부터 분리된 균주를 double disk synergy 검사, 교환접합시험, 등전점 조사 등을 실시하여 하수종말처리장 방류수로붙 extended-spectrum $\beta$-lactamase (ESBL) 생성균주가 26 균주 분리되었다. 균종은 Entero-bacter cloacae와 E. sakazakii, Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae 및 K. pneumoniae subsp. ozaenae 였다. 이들은 모두 PCR결과 TEM+SHV 복합형이었고 등전점 결과 Klebsiella속의 균들은 pI 5.9, 5.9+5.4 E. cloacae는 $pI{\ge}8.5$, 8.0+5.4, E. sakazakii는 8.0+5.4, 8.0+5.9+5.4였다. 교차접합시험(transconjugation) 결과 피전달 균주인 E. coli RG176 nal$_{r}$에게 K. pneumoniae subsp. pneumoniae (1 균주) K. pneumoniae subsp. ozaenea (5 균주)및 E. cloacae (1 균주)의 $\beta$-lactamase 생성유전자가 전달되었다. 이 결과는 국내에서 임상검체 이외의 자연계에서 분리된 ESBL생성 장내세균의 첫 번째 보고이다.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제16권4호
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• pp.221-227
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• 2013

In total, 131 Escherichia coli isolates from surface seawater of the Gomso Bay, of Korea, were analyzed for their susceptibility to 22 different antimicrobials and for genes associated with antimicrobial resistance and virulence. According to the disk diffusion susceptibility test, the resistance to tetracycline was most prevalent (33.6%), followed by that to ampicillin (22.1%), ticarcillin (22.1%), and trimethoprim (16.8%). More than 46.6% of the isolates were resistant to at least one antimicrobial, and 22.9% were resistant to three or more classes of antimicrobials; these were consequently defined as multidrug resistant. We further found that 29 ampicillin-resistant isolates possessed genes encoding TEM-type (93.1%) and SHV-type (6.9%) ${\beta}$-lactamases. Among the 44 tetracycline-resistant isolates, tetA and tetC were found in 35 (79.5%) and 19 (43.2%), respectively, whereas tetB was detected in only three isolates (6.8%). With regard to virulence genes, merely 0.8% (n = 1) and 2.3% (n = 3) of the isolates were positive for the enteroaggregative E. coli-associated plasmid (pCVD432) gene and the enteropathogenic E. coli-specific attaching and effacing (eae) gene, respectively. Overall, these results not only provide novel insight into the necessity for seawater sanitation in Gomso Bay, but they help reduce the risk of contamination of antimicrobial-resistant bacteria.

• 한국동물위생학회지
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• 제37권4호
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• pp.225-231
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• 2014

In this study, 185 cefotaxime-resistant Escherichia coli were isolated from different stages of a wastewater treatment plant (WWTP) in Daegu in Korea. Among them, 99.5% (184 isolates) originated from raw sewage and 0.5% (1 isolates) from the final effluent. Cefotaxime-resistant E. coli were high resistant to ampicillin, piperacillin, cefazolin, cephalothin, cefachlor and cefamandole (99.5~100%). About 93% of the cefotaxime-resistant E. coli were extended-spectrum ${\beta}$-lactamases (ESBL)-producing E. coli. The $bla_{TEM+CTX}$ gene was the most predominant of the ESBL genes (72.5%), followed by $bla_{CTX-M}$ (16.2%), $bla_{TEM}$ (8.7%), $bla_{TEM+CTX+SHV}$ (1.1%), $bla_{TEM+SHV}$, $bla_{TEM+OXA}$, and $bla_{TEM+CTX+SHV}$ (respectvely 0.5%). Class 1 and 2 integron were found in 49.7% and class 3 integron was not found. All of integron positive isolates were multiresistant (i.e. resistant to four or more antibiotics). Our findings showed WWTP is contaminated with antibiotic resistant bacteria with resistance genes.

• 미생물학회지
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• 제45권2호
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• pp.163-169
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• 2009

본 논문은 부산소재 하수처리장 중계시설인 민락오수처리장의 하수에서 광범위 베타 락탐 분해효소(extendedspectrum $\beta$-lactamase, ESBL) 생성균주를 분리 동정하고 이들이 생성한 ESBL 유형을 조사하였다. 민락오수처리장은 부산 남구 수영구의 민락동 일대에 밀집한 횟집의 하수를 모아서 남구 용호동에 있는 하수종말처리장으로 중계시키는 시설이다. 2009 년 1 월 하수 검체로부터 항균제 이중 디스크 확산 시험(double disk synergy test)에 양성반응을 나타낸 19 균주를 1차 시험균주로 선택하였다. 인돌생성 시험 methyl-red, Voges-Proskauer, Simmon's citrate, decarboxylase-dihydrolase 및 당 발효능 생화학 시험을 통하여 Klebsiella pneumoniae (3 균주)와 Escherichia coli (16 균주)가 동정되었다. 이 균들을 공여균주로, Escherichia coli J53 (sodium $azide^r$)를 피전달균주로 하여 접합시험을 실시하여 plasmid로 매개된 4 균주 접합체를 얻었다. 이들로부터 plasmid를 추출하여 PCR로 유전자 증폭을 시켜 유전자를 분석하고 등전점을 조사한 결과 Klebsiella pneumoniae에서 생성된 ESBL 유형은 모두 SHV-12 (3 균주)였고, Escherichia coli에서 생성된 ESBL 유형은 SHV-12/TEM-1 (1 균주)였다.