• BMB Reports
• /
• 제29권6호
• /
• pp.569-573
• /
• 1996

Clinical strains of Mycobacterium tuberculosis, M. terrae complex, M. gordonae, M. avium-intracellulae complex, and M. fortuitum from Korean patients were isolated and analyzed by comparing large restriction fragment (LRF) patterns produced by digestion of genomic DNA with infrequent-cutting endonucleases like AsnI and XbaI. and pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). Three M. tuberculosis, two M. terrae complex, two M. gordonae, two M. avium-intracellulae complex, and two M. fortuitum strains were compared by using AsnI and XbaI. and this allowed easy visual separation of all epidemiologically unrelated strains. PFGE exhibits different DNA restriction patterns which are easy to compare. Genome size of the strains roughly ranged from 3020 to 3335 kb. The LRF patterns are useful for epidemiologic studies of tuberculosis with regard to drug resistance.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제11권2호
• /
• pp.287-293
• /
• 2001

A fast and easy PCR-SSCP method was developed and assessed for the early detection of rifampin-resistant Mycobacterium leprae in skin biopsy samples from Korean leprosy patients. The 190 bp of the rpoB gene, in which mutation is known to cause resistance to rifampin, was amplified by PCR and then analyzed by SSCP and DNA sequencing, All PCR products showing mobility shift on PCR-SSCP contained mutations, demonstrating that this method can be used for an early diagnositic method to detect a putative rifampin-resistant M. leprae strain. DNA sequence analysis revealed that 19 of 34 patient samples contained M. leprae strains with missense mutations in the rpoB gene: five were the same mutations previously reported to cause rifampin resistance and eight were the new type of mutatios that likely cause rifampin resistance. These newly identified dmutations, whose all five cytosine bases of four amino acids were substitued with thymine, were found at different sites from those reported in Mycobacterium tuberculosis or M. leprae. Therefore, they may provide additional clues to understand the molecular biological basis on the rifampin resistance of M. leprae.

• BMB Reports
• /
• 제39권1호
• /
• pp.22-25
• /
• 2006

The gene encoding MPB83 from Mycobacterium bovis Vallee111 chromosomal DNA was amplified by using polymerase chain reaction (PCR) technique, and the PCR product was approximately 600bp DNA segment. Using T-A cloning technique, the PCR product was cloned into pGEM-T vector and the cloning plasmid pGEM-T-83 was constructed successfully. pGEM-T-83 and pET28a(+) were digested by BamHI and EcoRI double enzymes. The purified MPB83 gene was subcloned into the expression vector pET28a(+), and the prokaryotic expression vector pET28a-83 was constructed. Plasmid containing pET28a-83 was transformed into competence Escherichia coli BL21 (DE3). The bacterium was induced by isopropyl-$\beta$-D-thiogalactopyranoside (IPTG) and its lysates were loaded directly onto sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), approximately 26 kDa exogenous protein was observed on the SDS-PAGE. The protein was analyzed using Western-blotting. The results indicated that the protein was of antigenic activity of M. bovis. The results were expected to lay foundation for further studies on the subunit vaccine and DNA vaccine of MPB83 gene in their prevention against bovine tuberculosis.

• 대한임상검사과학회지
• /
• 제41권1호
• /
• pp.24-30
• /
• 2009

Rifampicin (RIF) and isoniazid (INH) are the most important drug for the treatment of Mycobacterium tuberculosis. Mutations correlated to rifampicin and isoniazid-resistance have been detected in rpoB gene and katG gene, respectively. Of the rifampicin-resistant isolates, 90% showed mutations in rpoB gene at codon 507 to 533. Isoniazid-resistant isolates analysed had a mutation in katG at codon 315. The aim of this study is to develop a pyrosequencing-based approach for rapid detection of ripampin or isoniazid resistant M. tuberculosis based on characterization of all possible mutation in the target region. For this study, the DNA selected from 35 cases of MTB PCR positive clinical sample such as bronchial washing, sputum, and pleural fluid. RIF or INH resistant was analyzed by pyrosequencing data of rpoB and katG gene. 28 (80%) and 7 (20%) of 35 MTB PCR positive DNAs were occured rifampicin-sensitivity and resistant, respectively. For INH, 30 (85.7%) and 5 (14.5%) cases were detected isoniazid-sensitivity and resistant, respectively. When pyrosequencing analysis was compared with ABI sequencing analysis, both analysis were presented same result, but pyrosequencing analysis was more rapid than ABI sequencing analysis. In conclusion, we found that pyrosequencing technology offers high accuracy, specificity, short turn around time and a high throughput in detection of rifampicin or isoniazid resistance in M. tuberculosis.

• Genomics & Informatics
• /
• 제21권3호
• /
• pp.42.1-42.23
• /
• 2023

Mycobacterium tuberculosis (Mtb) is the causative agent of tuberculosis, one of the most deadly infections in humans. The emergence of multidrug-resistant and extensively drug-resistant Mtb strains presents a global challenge. Mtb has shown resistance to many frontline antibiotics, including rifampicin, kanamycin, isoniazid, and capreomycin. The only licensed vaccine, Bacille Calmette-Guerin, does not efficiently protect against adult pulmonary tuberculosis. Therefore, it is urgently necessary to develop new vaccines to prevent infections caused by these strains. We used a subtractive proteomics approach on 23 virulent Mtb strains and identified a conserved membrane protein (MmpL4, NP_214964.1) as both a potential drug target and vaccine candidate. MmpL4 is a non-homologous essential protein in the host and is involved in the pathogen-specific pathway. Furthermore, MmpL4 shows no homology with anti-targets and has limited homology to human gut microflora, potentially reducing the likelihood of adverse effects and cross-reactivity if therapeutics specific to this protein are developed. Subsequently, we constructed a highly soluble, safe, antigenic, and stable multi-subunit vaccine from the MmpL4 protein using immunoinformatics. Molecular dynamics simulations revealed the stability of the vaccine-bound Tolllike receptor-4 complex on a nanosecond scale, and immune simulations indicated strong primary and secondary immune responses in the host. Therefore, our study identifies a new target that could expedite the design of effective therapeutics, and the designed vaccine should be validated. Future directions include an extensive molecular interaction analysis, in silico cloning, wet-lab experiments, and evaluation and comparison of the designed candidate as both a DNA vaccine and protein vaccine.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
• /
• 제42권1호
• /
• pp.35-41
• /
• 1995

연구배경: 결핵성 경부임파선염의 진단은 임상소견, 흉부 X-선검사, 튜베르큘린검사의 비관혈적 방법으로 내리기 어려워, 경부 임파절 생검을 필요로 하는 경우가 많다. 저자들은 종합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR) 기법을 이용하여 결핵성 경부임파선염을 진단할 수 있는지 알아보고, 가능하다면 그 유용성을 평가해 보고자 본 연구를 시행하였다. 방법: 경부 종물로 내원한 환자의 생검 조직과 세침흡인 검체 29예에서 DNA를 추출하여, 결핵균 DNA인 IS6110의 일부를 복제하기 위한 IS-1,-2를 primer로 사용하여 PCR을 시행하였다. 결과는 임상적 진단 및 병리, 세균학적 진단과 비교하였다. 결과: 평균 107.5mg의 생검조직과 2회 세침흡인 검체에서 추출한 DNA의 양은 각각 평균 $32.46{\pm}17.22mg$과 $220{\pm}140ng$이었고 $OD_{260}/OD_{280}$은 각각 $2.11{\pm}0.23,\;2.76{\pm}0.39$이었으며, 상존유전자인 $\beta$-actin 유전자를 목표로 하는 PCR은 전예에서 양성이었다. 병리학적으로 결핵으로 진단한 8예중 8예 전예에서, 병리소견상 확진되지 않았으나 임상적으로 결핵성 경부임파선염으로 진단한 8예중 5예에서, 병리학적으로 악성 임파절전이나 갑상선낭종으로 진단되어 결핵성 경부임파선염이 배제된 6예중 0예에서, 그리고 임상적으로 결핵성 경부임파선염이 배제된 7예중 2예에서, 결핵균 DNA를 목표로 한 PCR 결과가 양성이었다. 결론: 경부 임파절 조직과 세침흡인 검체의 결핵균 PCR 기법은 결핵성 경부임파선염의 진단에 유용한 방법이라고 생각한다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
• /
• 제43권1호
• /
• pp.8-13
• /
• 1996

연구배경: 결핵균 katG유전자내 463 codon의 돌연변이는 INH 내성과 관련이 있을 것으로 보고되고 있어서 INH 감수성 균주를 대상으로 katG 유전자내 463 codon의 돌연변이 발생빈도를 관찰하여 INH 내성과의 관련성을 밝히고자 하였다. 방법: INH 감수성 균주(MIC${\geq}\;0.2{\mu}g/ml$) 28주를 선정하여 DNA를 추출하여 katG 유전자내 463 codon을 포함하는 지역을 PCR로 증폭 합성하였다. PCR산물을 제한효소인 Msp I으로 처리하여 절단 여부를 관찰하였고 그리고 SSCP로 표준균주와 차이를 관찰하였다. 결과: INH 감수성 균주 28주 중에서 7주(25%)만이 제한효소 Msp I에 의해 절단 되었다. 절단되지 않은 21주(75%)는 SSCP에서도 표준균주와 다른 양상을 나타내었다. 제한 효소로 절단되지 않은 균주의 katG 유전자를 염기서열 분석한 결과 463 codon Arg(CGG)이 Leu(CTG)으로 치환 되어있었다. 결론: INH내성에 영향을 줄 것으로 추정 되고있던 katG 유전자 463 codon 돌연변이는 INH 내성과 무관한 것으로 판명되었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
• /
• 제72권6호
• /
• pp.475-480
• /
• 2012

Background: Pyrazinamide (PZA) is an effective antitubercular drug that becomes toxic to Mycobacterium tuberculosis when converted to pyrazinoic acid by pyrazinamidase (PZase), encoded by mycobacterial pncA. A strong association was noted between the loss of PZase activity and PZA resistance. The causative organisms in extrapulmonary tuberculosis are rarely cultured and isolated. To detect pncA mutations in specimens from extrapulmonary tuberculosis as confirmative diagnosis of mycobacterial infection and alternative susceptibility test to PZA. Methods: Specimens were collected from clinically proven extrapulmonary tuberculosis. pncA was sequenced and compared with wild-type pncA. Results: pncA from 30 specimens from 23 donors were successfully amplified (56.6% in specimens, 59% in donors). Six mutations in pncA were detected (20.0% in amplified specimens, 26.1% in specimen donors) at nucleotide positions of 169, 248 and 419. The mutation at position 169 results in substitution of aspartic acid for histidine, a possible allelic variation of M. bovis that have intrinsic PZA resistance. The mutation at position 248 changes proline into arginine and that at position 419, arginine into histidine. Conclusion: DNA-based diagnosis using pncA may be simultaneously useful for the early diagnosis of mycobacterial infection and the rapid susceptibility to PZA in extrapulmonary tuberculosis. A potential implication of pncA allelic variation at 169 might be suggested as a rapid diagnostic test for M. bovis infection or Bacille Calmette-Gu$\acute{e}$rin (BCG) reactivation.

• 대한임상검사과학회지
• /
• 제47권2호
• /
• pp.83-89
• /
• 2015

결핵(Mycobacterium tuberculosis, MTB) 감염은 아직까지 전 세계에서 높은 유병률과 사망의 주요 원인이 되고 있으며 비정형 결핵(nontuberculous mycobacteria, NTM)은 최근 후천성 면역결핍증(AIDS)이나, 종양, 이식 등으로 면역력이 저하된 환자들의 임상 검체에서 분리빈도가 증가함에 따라 분리 균주의 임상적 의의가 중요시 되고 있다. 이에 항산균 염색을 이용한 객담 도말검사는 결핵균과 비정형 결핵균을 구별할 수 없다는 제한점이 있고, 균 분리배양검사는 시간이 오래 걸린다는 단점이 있어, 본 연구에서는 이러한 제한점을 가진 기존의 검사법을 대신하여 분자생물학적 방법인 중합효소 연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)을 이용하여 균 분리배양 검사와 비교하여 보았다. Mycobacteria를 동정하는데 항산균 염색과 3% ogawa 배지를 이용하였고, 균 분리배양 후 M. tuberculosis를 확인하기 위해서 niacin test를 실시한 결과 집락의 DNA를 추출하여 PCR후 동정된 M. tuberculosis와 niacin 양성이 일치함을 확인할 수 있었다. 또, 이 실험에서 항산성균 염색이 2+ 이상인 객담검체와 집락검체 각각에서 DNA를 추출하여 결핵균을 동정하는 방법으로 M. tuberculosis complex에 특징적으로 존재하는 insertion sequence (IS) 6110의 특정부위인 547 bp와 285 bp 부분을 증폭한 two-tube nested polymerase chain reaction을 시행하였고, 비정형 결핵균 동정법으로는 mycobacteria에 공통적으로 존재하는 rpoB 유전자 중 일부인 360 bp 부분을 증폭한 후, 제한효소 Msp I을 첨가 PCR-restriction fragment length polymorphism (RFLP)을 시행하였으며, 결핵균과 비정형 결핵균 모두 동정율에 거의 차이가 없었다. 1+인 경우는 객담검체에서 PCR한 결과가 31.2%에서 집락검체의 PCR한 결과 93.7%까지 결핵균과 비정형결핵균의 동정율이 높아졌고, trace인 경우 객담검체에서 PCR 결과가 2%에서 집락검체에서 PCR한 결과가 97.9%까지 결핵균과 비정형 결핵균의 동정율을 높일 수 있었다. 이 실험에서 항산성균 염색 1+이하 일때 객담검체와 집락검체로 PCR을 실시하면 결핵균과 비정형 결핵균의 동정율에 차이가 있고, 배양만으로는 결핵균의 동정은 가능하지만 비정형 결핵균의 동정이 가능하지 않으므로 배양검사와 PCR 검사 모두를 병행하므로써 보다 신속하고 정확한 검사결과를 내는데 도움 될 것이다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
• /
• 제63권4호
• /
• pp.331-336
• /
• 2007

연구배경: 결핵은 호흡기를 통한 전염성 질환이지만 말초혈액에서 결핵균 PCR이 양성이거나 결핵균이 배양된 보고가 일부 있었다. 이는 결핵의 진단에 있어서의 유용성과 헌혈을 통한 결핵의 전염 가능성의 두 가지 문제를 제기하게 되었고, 저자들은 상기 문제들에 대한 향후 연구방향의 기초자료로 사용하고자 연구를 시행하여 보았다. 방법: 속립성 결핵이 아닌 폐결핵, 비결핵항산균 폐질환, 폐암 및 폐렴 환자 69명을 대상으로 말초혈액에서 결핵균 PCR을 시행하였고, 결핵균이 많을 것으로 추정되는 10명의 폐결핵 환자의 말초혈액을 대상으로 결핵균 배양을 시행하였다. 결핵균 PCR은 nested PCR을 이용한 TB-taq (M&D, Korea)을 이용하였고 혈액배양에는 BACTEC Myco/F Lytic 혈액배양병(Becton Dickinson, Sparks, Md)을 사용하였다. 결과: 결핵균 PCR을 시행한 환자는 69명으로 각각 폐결핵 35명, 비결핵항산균 폐질환 6명, 폐암 20명, 폐렴 8명이었다. 폐렴이나 폐암 환자 28명 모두에서 PCR은 음성이었고, 비결핵항산균 폐질환 6명 중 1명(16.7%), 폐결핵 35명 중 8명(22.8%)에서 양성이었다. 혈액 배양은 폐결핵 10명 모두에서 음성이었다. 결론: 미만성 결핵이 동반되지 않은 폐결핵 환자의 말초혈액에서 결핵균의 DNA가 검출됨을 확인할 수 있었으나 균배양이 되지 않는 것으로 보아 살아있는 균이 존재하기 보다는 균의 일부 성분만 존재할 가능성을 제시하였다.