• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제49권5호
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• pp.546-557
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• 2000

연구배경 : 결핵발병률과 다제내성 결핵균주의 증가로 효과적인 치료 및 관리를 위해 보다 신속하고 정확한 약제내성의 진단이 필요한 실정이다. 이에 다제내성 중요한 표지자인 rifampin 내성의 주요 기전인 rpoB 유전자 돌연변이 검출을 위해 기존의 직접 염기 서열분석과 최근 유전자 발현, 유전자 변이 및 다형성, 그리고 염기서열분석 등의 연구에 중요한 기술로 이용되어지는 oligonucleotide chip 기술을 이용하기 위한 간편하고 정확한 돌연변이 검출법을 개발하고자 시행하였다. 방법 : 본 연구에는 rifampin 내성 결핵 균주 28예와 10예의 감수성 균주 총 38예의 rifampin 내성 결해 균주를 선택하였고, wild type probe 6종류와 돌연변이 출현빈도가 높은 12종류의 probe를 제작하여 총 18 종류의 oligonucleotide probe를 고형지지체에 부착 시킨 저밀도 oligonucleotide chip을 제작하였으며 oligonucleotide chip을 이용한 rpoB 돌연변이 검출과 결과를 직접염기서열 분석 결과와 비교하였다. 결과 : Oligonucleotide chip 분석 결과 rifampin 감수성 균주에서 모두 각 codon의 wild type probe와 반응이 나타났으며, 내성 균주에서는 돌연변이가 나타난 codon을 제외한 codon 의 경우는 wild type probe와 반응이 일어났으며, 각 균주 별 돌연변이가 나타난 codon은 정확하게 그에 해당하는 돌연변이 probe와 반응함을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 직접 염기 서열 분석 결과와 서로 일치함을 알 수 있었다. 또한 oligonucleotide chip 분석 결과와 염기서열 분석 결과에서 rpoB 유전자의 codon 531과 526에서 대부분 돌연변이가 검출되어 rpoB 유전자의 돌연변이 중 큰 비중을 차지함을 또한 알 수 있었다. 결론 : 결핵균의 rifampin 내성 획득에 중요한 기전인 rpoB 유전자의 돌연변이를 저밀도의 oligonucleotide chip을 이용하여 검출할 수 있었으며 향후 지속적인 개선에 의하여 항생제 내성 진단의 자동화를 위한 유용한 수단이 될 것으로 기대된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제44권6호
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• pp.1245-1255
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• 1997

연구배경 : 결핵균의 rpoB 유전자는 Rifampicim이 결합하여 약리작용을 나타내는 RNA polymerase의 $\beta$-subunit을 encoding하는 유전자이다. 최근 PCR-SSCP 등의 다양한 방법을 이용하여 rpoB 유전자의 돌연변이를 발견함으로써 결핵균 다제약제내성의 지표인 Rifampicin 내성을 조기에 진단할 수 있는 방법에 대한 여러 보고가 있다. 그러나 대부분 배양된 검체를 대상으로 하였고 객담등의 임상검체를 직접 대상으로 한 연구는 별로 없었다. 본 연구는 직접 임상검체를 대상으로 결균의 rpoB유전자 PCR-SSCP를 시행함으로써 rifampicin 내성을 신속히 진단할 수 있는지 알아보았다. 대상 및 방법 : 1996년 6월부터 8월까지 아산재단 서울중앙병원에서 항산성도말검사 양성인 75검체를 대상으로 하였다. 이종 결핵균의 IS6110분절을 이용한 중합효소 연쇄반웅이 양성이고 RFP 감수성검사 결과가 확인된 43검체를 대상으로 하였다. Bead beater법으로 DNA를 추출하여 heminested PCR을 시행하였고 MDE gel을 이용하여 SSCP를 시행하였다. 이 검체즐은 배양 즉시 대한결핵협회에 감수성검사를 의뢰하여 PCR-SSCP 결과와 rifampicin 감수성검사 결과를 비교하였다. 결 과 : 75검체중 55예(73%)에서 IS6110분절에 대한 PCR 양성이었다. 이중에서 RFP에 대한 강수성결과가 확인된 43예를 대상으로 하였다. 29예는 표준균주인 H37Rv와 동일한 전기영동상의 이동성을 보였고, 14예는 다른 이동성을 보여 주었다. 동일한 이동성을 보인 29예 모두 감수성검사상 RFP감수성으로 판명되었고, 다른 이동성을 보인 14예 모두 RFP 내성으로 판명되었다. 즉 기존의 전통적인 RFP 감수성검사 결과와 직접임상검체에서 rpoB 유전자를 이용한 PCR-SSCP분석은 100% 일치하였다. 결 론 : 임상검체에서 직접 rpoB 유전자의 heminested PCR을 이용한 SSCP 법은 Rifampicin내성을 신속히 진단할 수 있는 방법으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제9권2호
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• pp.169-175
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• 1999

Salmonella typhimurum은 생활사 동안에 다양한 환경과 접하게 된다. S. typhimurium은 오염된 웅덩이에서 숙주의 phgolysosome에 이르기까지 생태계에 널리 분포하면서 산성 스트레스를 경험하며 또한 생존할 수 있다. Salmonella 이와 같은 산저항능은 Acid Tolerance Response (ATR)에 의해 획득된다. 약산의 pH에 적응된 S. typhimurium은 낮은 pH 영역에서 생존할 수 있는 일종의 대항능을 갖게되며, 이런 생존 능력은 복잡한 유전적 유도현상 결과로 해석된다. Salmonella 있어서 ATR은 RpoS 의존적 그리고 RpoS 비의존적 현상으로 구분되며, 특히 혐기적 조건(5% $CO_2$, 5% H$_2$, 90% $N_2$)에서 rpoS$\Omega$Ap는 UK1과 동일한 ATR을 나타내어, 혐기적 조건의 ATR은 RpoS 비의존적인 것으로 판명되었다. P22와 MudJ (Km, lacZ)를 이용한 gene fusion기법과 sodium acetate (pH4.5)를 이용한 돌연변이체 분리방법을 병행하여 산민감성의 형질을 나타내는 LE487 aatA::MudJ를 얻었다. antA 는 Salmonella의 유전자 지도상에서 12min에 위치하는 것으로 조사되었다. antA는 혐기적 조건(5% $CO_2$, 5% H$_2$, 90% $N_2$)하의 pH4.3 조건에서 야생형 Salmonella 비해서 매우 높은 산민감성을 보여주었다. 그러므로 antA는 혐기적 ATR에 있어서 산적응 기전에 관여하는 중요한 유전자로 확인되었다.

• 생명과학회지
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• 제22권3호
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• pp.417-427
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• 2012

대장균 야생주와 프로판올 내성 변이주에서 프로판올 스트레스에 의해 발현이 크게 변화하는 유전자를 DNA microarray 기술을 이용하여 비교 분석하였다. 프로판올 첨가한 야생주와 무첨가한 야생주 사이의 RNA 발현 연관값은 0.949이며, 50개의 유전자 발현이 2배 이상 변화하였다. 프로판올을 첨가한 내성변이주와 무첨가한 변이주 사이의 연관값은 0.952이며, 71개의 유전자 발현이 크게 변화하였다. 그러나, 야생주와 변이주 사이의 연관값은 프로판올 무첨가한 조건과 첨가한 조건에서 각각 0.992 및 0.974로 매우 높았으며, 2배 이상의 발현차이를 나타내는 유전자는 각각 1개 및 2개로, 두 균주는 매우 유사한 발현양상을 보였다. 야생주 또는 변이주에서 프로판올 스트레스에 반응하는 대표적인 유전자들의 특징은 많은 열충격 반응에 관여하는 유전자들의 발현이 크게 증가하였으며, 리보소옴 합성에 필요한 많은 유전자들의 발현이 감소하였다. 또한, 전사조절인자들인 ArcA, CRP, FNR, H-NS, GatR, PurR에 의해 조절받는 유전자들의 발현이 크게 변화하였으며, 시그마인자들 중에서는 RpoH에 의해서 발현되는 유전자들의 발현이 크게 증가하였다. rpoH가 정상적으로 발현되지 못하는 변이주와 야생주를 이용한 프로판올 내성정도를 측정한 결과, RpoH는 대장균에서 프로판올 스트레스에 적응하는데 중요한 기능을 하는 것으로 확인되었다.

• 미생물학회지
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• 제37권3호
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• pp.228-233
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• 2001

Salmonella enterica serovar Typhimurium의 대수 생장기 산 적응기전(acid tolerance response; ATR)은 pH 4.5 이하 조건에서 산 적응결과 형성된 것이며, 이것은 세균세포가 강한 산성환경에 노출되었을 때 생존율을 높일 수 있는 기전이다. ATR은 세균의 생장단계에 따라 대수 생장기 ATR과 생장 정지기 ATR로 구분되어질 수 있으며, 각 생장 단계는 산 적응 과정에서 합성되는 고유의 ASP (acid shock protein)가 존재한다. ATR 기전은 낮은 온도 등과 같은 환경조건에 영향을 받는다는 것이 본 실험 결과를 통하여 발견되었다. 낮은 온도 및 약산성 조건에 노출되었을 경우 강한 산성 조건에서 세균의 생존율은 증가하는 양상을 보였으며, 이때의 생존율은 $37^{\circ}C$에서 보여졌던 것보다 높게 나타났다. $25^{\circ}C$에서 산 적응을 하지 않은 경우의 세균은 $37^{\circ}C$와 비교하였을 경우 약 10,000배 정도의 생존율 증가를 보여주었다. 산 내성 반응에 주요한 기능을 담당하는 rpoS 돌연변이주의 산 내성도는 $37^{\circ}C$의 결과와 비교해블 때 저온의 조건에서 산 내성능이 높게 나타났다. 비륵 rpoS 돌연변이주가 저온에서 산 적응 여부에 관계없이 pH 3.1에서 유사한 ATR 양상을 보여주고 있지만, $25^{\circ}C$의 산성 조건에서 rpoS$\Omega$Ap 돌연변이주는 지속적 산 내성도를 나타내지 않음으로써 저온에서도 rpoS 의존성 ATR 기전이 존재하고 있다는 것을 알 수 있었다. 결과적으로 저온 조건에서는 rpoS의존적 및 -비의존적 ATR기전 모두가 존재하는 것으로 여겨진다. 저온 조건과 ATR의 기초연구를 위해서 병원성 5. enterica serovar Typhimurium UK1에서 low temperature acid tolerance (lat) 유전자를 P22-MudJ(Km, lacZ)를 이용한 lacz 오페론 융합법을 사용하여 LF452 latA::MudJ를 분리하였다. LF452 latA::MudJ 돌연변이주는 저온에서 산 적응기전을 보유하지 않았으며, 결과적으로 latA는 $25^{\circ}C$에서 산 적응 내성 기전에 관여하는 중요 유전자로 판단되며, latA의 유전자는 Salmonella Genetic Map상의 21.5 min에 위치하고 있다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권4호
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• pp.714-722
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• 1998

연구배경: Rifampicin은 항결핵 단기요법의 근간이 되는 약제로 rifampicin 내성용 다제내성의 지표이기도 하다. rpoB유전자는 rifampicin이 결합하여 약리작용을 나타내는 RNA polymerase의 $\beta$-subunit을 coding하는 유전자이며 rifampicin내성 결핵균의 약 96%에서 돌연변이가 관찰된다. 그러므로 rifampicin내성결핵을 빠르게 진단할 수 있는 유용한 방법을 확인하기 위하여 PCR-line probe법과 PCR-SSCP법을 이용하여 다음의 연구를 시행하였다. 방 법: 대한 결핵연구원의 약제감수성검사상 rifampicin 내성인 결핵균주 33예와 감수성인 결핵균주 12예를 대상으로 하였다. 각각 배양균 집락에서 DNA를 분리한 후, PCR-line probe법과 PCR-SSCP법을 이용하여 rifampicin 내성 여부를 단일맹검적으로 검사하였고, 이를 약제감수성검사 결과와 비교하였다. 결 과: PCR-line probe법으로는 내성균주 33예중 27예(81.8%)에서 rpoB 유전자의 돌연변이를 확인할 수 있었고, 감수성균주 12예는 모두 rpoB 유전자의 돌연변이는 없었다. PCR-SSCP 법으로는 내성균주 33예중 23예(69.7%)에서 rpoB 유전자의 돌연변이를 확인할 수 있었고, 감수성균주 12예는 모두 rpoB 유전자의 돌연변이는 없었다. Rifampicin내성균주에서 rpoB 유전자 돌연변이 검출율의 PCR-line probe 법과 PCR-SSCP법간의 차이는 없었다 (p=0.25). 결 론: PCR-line probe법은 PCR-SSCP법과 더불어 rifampicin 내성을 조기에 진단할 수 있는 좋은 방법으로 사료되며, 전통적인 약제감수성검사 결과를 기다릴 수 없는 국한된 환자에게 유용한 진단법으로 생각된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제50권1호
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• pp.29-41
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• 2001

결핵환자에 있어 rpoB 유전자 염기서열 돌연변이로 인해 생겨나는 rifampin(RIF)내성은 화학요법치료에서 나타나는 다제내성의 표지자로서 많은 연구가 되어 있으며 rifabutin(RIB)은 이러한 RIF의 내성을 보이는 일부 점돌연변이에 대하여 감성 또는 내성을 보이는 것으로 보고되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 mycobacteria rpoB 유전자의 특정 DNA 서열(17 bp)을 고정한 올리고뉴클레오티드 칩을 개발하여 rpoB 유전자의 점돌연변이으로 인한 RIF과 RIB의 감수성을 조사하고자 하였다. 방법 : 사용된 올리고뉴클레오티드 칩은 RIF 내성 프로브 및 RIB 감성 프로브를 포함하도록 고안되었으며, 각각의 돌연변이에 상응하는 야생형 프로브를 동일한 염기서열에서 선정하여 형광 시그날 세기의 직접비교에 의해 보다 정확한 탐지를 가능하게 하였다. 결과 : 15개의 임상 분리체를 검사한 결과 RIF 내성으로 밝혀진 돌연변이중 13개의 임상 분리체에서 RIB 감수성 돌연변이 종류를 판별할 수 있었다. 결론 : 올리고뉴레오티드 칩으로 rpoB 유전자에 대한 점돌연변이 연구는 결핵환자에 대한 RIF과 RIB 약제내성 유무를 판단케 함으로써 효과적인 화학요법치료를 가능케 할 것이며 기존 방법과 비교시 효율 및 재현성이 매우 높다고 판단되었다.

• 한국미생물학회:학술대회논문집
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• 한국미생물학회 2007년도 International Meeting of the Microbiological Society of Korea
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• pp.131-131
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• 2007

• 미생물학회지
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• 제32권4호
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• pp.264-270
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• 1994

세균의 RNA 중합효소에서 여러 ${\sigma}$ 인자들 간에 보존된 아미노산 서열중 2.3 부위와 4.2 부위의 아미노산 서열로부터 유 n하여 두가지의 PCR primer를 제작하였다. 이들을 이용하여 PCR을 수행하였을 때, E. coli와 Streptomyces coelicolor의 DNA로부터 예상되었던 480 bp 정도의 DNA가 증폭되는 것을 관찰하였다. E. coli DNA에서 증폭된 DNA를 클로닝하여 염기서열을 결정한 결과 E. coli의 rpoS 유전자로부터 유래하였음을 알았다. 이를 탐침으로 S. coelicolor에서 genomic DNA hybridization을 수행하였을 때, PvuII 절편 두가지 (3.5 kb, 2.0 kb) 와 SalI 절편 두가지(3.4kb, 1.5 kb)에 탐침이 결합하는 것을 관찰하였다. 3.5 kb의 pvuII 절편을 sublibrary로부터 클로닝하고, 탐침이 결합하는 1.0kb의 BamHI/HincII 절편의 염기서열을 분석하였다. 부분적으로 결정된 염기서열을 BLAST 프로그램을 이용하여 GenBank와 EMBL, PDB 등의 data library의 유전자들과 비교하여 본 결과Streptomyces속의 ${\sigma}$인자들을 비롯한 Synechococcus종, Anabaena종, Pseudomonas aeruginosa, Stigmatella aurantica 등의 주된 ${\sigma}$ 인자와 높은 유사성을 보였다. 현재까지 1.2 부위와 4 부위에 해당하는 부분의 염기서열을 결정하였는데, 이 부분은 S. coelicolor에서 알려진 다섯가지의 ${\sigma}$ 인자 유전자 중 hrdA와 가장 높은 유사성을 보이며, 아미노산의 유사성이 1.2부위에서는 88%, 4 부위에서는 75%인 것으로 나타났다.

• 대한미생물학회지
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• 제34권6호
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• pp.561-571
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• 1999

Diagnosis of mycobacterial infection is dependent upon the isolation and identification of causative agents. The procedures involved are time consuming and technically demanding. To improve the laborious identification process mycobacterial systematics supported by gene analysis is feasible, being particularly useful for slowly growing or uncultivable mycobacteria. To complement genetic analysis for the differentiation and identification of mycobacterial species, an alternative marker gene, rpoB encoding the ${\beta}$ subunit of RNA polymerase, was investigated. rpoB DNAs (342 bp) were amplified from 52 reference strains of mycobacteria including Mycobacterium tuberculosis H37Rv (ATCC 27294) and clinical isolates by the PCR. The nucleotide sequences were directly determined (306 bp) and aligned using the multiple alignment algorithm in the MegAlign package (DNASTAR) and MEGA program. A phylogenetic tree was constructed with a neighborhood joining method. Comparative sequence analysis of rpoB DNA provided the basis for species differentiation. By being grouped into species-specific clusters with low sequence divergence among strains belonging to same species, all the clinical isolates could be easily identified. Furthermore RFLP analysis enabled rapid identification of clinical isolates.