Abstract
A kanamycin resistance($Km^r$) gene was studied for its transfer in natural freshwater environments by using the natural bacterial isolate(M1) of DK1 and the DKC601 strain, $Km^r$ plasmid of which was genetically engineered from the NI strain. The transfer frequency ofthe $Km^r$ gene and rearrangement of the $Km^r$ plasmid were compared between the gnetically engineered microorganism(GEM) and the NI parental strain by conjugation with the same recipient strain. The transfer frequency of the $Km^r$ gene was about $9.1\times 10^{-12}-1.8\times 10^{-11}$ in both the GEM and NI strains at 5 to $10^{\circ}C$, but the frequency of the NI was about 10 times higher than that of the GEM at 20 to $30^{\circ}C$. The $Km^r$ plasmid in the transconjugants obtained by conjugation of the NI with the MY1 strain as a ricipient showed alot of rearrangement, but the $Km^r$ plasmid transferred from the GEM was stable without alteration of its size. When the MT2 strain was used as a recipient, however, such a rearrangement of the $Km^r$ plamid was observed in the transconjugants obtained from the GEM as well as the NI strain. In those transconjugants obtained from different mating pairs and water environments, the plasmid were appeared to decrease in their number as the period of conjugation time was prolonged, but only the $Km^r$ plasmid transferred from the GEM kept having its size of 52kb. Therefore, the $Km^r$ gene was transferred at the same rate from the GEM and NI strains in natural freshwater environment, but the gene of the GEM strain was more stable than the NIduring conjugation and the $Km^r$ plasmid was rearranged by changing the recipient strain for conjugation in any water environments.
자연계로부터 분리한 DK1 균주(NI)가 가지고 있는 $Km^r$ plasmid를 유전자조작 기법으로 변형시킨 DKC601 균주 (GEM)를 이용하여 $Km^r$ 유전자의 전이를 무심천의 자연 수계환경에서 실험하였다. $Km^r$ 유전자의 전이 빈도는 NI 균주의 결과와 비교 연구하는 동시에, 전이과정에서 일어나는 plasmid rearrangement를 비교 분석하였다. GEM과 NI의 $Km^r$ 유전자의 전이 빈도는 5-$10^{\circ}C$의 하천수에서는 $9.1\times 10^{-12}~1.8\times 10^{-11}$로 비슷하였으나 20-$30^{\circ}C$에서는 NI 균주가 GEM 균주보다 조금 높았다. 그리고 멸균하천수나 LB broth를 이용한 실험실 환경에서의 $Km^r$ 유전자의 전이 빈도는 하천수에서 보다 다소 높게 나타났다. NI 균주가 가지고 있던 70kb인 $Km^r$ plasmid는 MTl 균주를 recipient로 했을 때에 얻은 transconjugant에서는 수계환경에 관계없이 rearrangement가 많이 일어났으나, GEM 균주에서 얻은 transconJug gant에서는 52 kb인 $Km^r$ plasmid가 안정된 상태로 발견되었다. 그러나 MT2 균주들 recipient로 했을 때에는 NI 뿐만 아니라 GEM 균주로부터 전이된 $Km^r$ plasmid가 모두 rearrangement를 나타냈다. Transconjugant들이 가지고 있는 plasmid의 수는 conjugation의 시간이 길어짐에 따라 사용한 성험균주나 수계환경에 관계없이 감소되었으며, 특히 GEM의 5 52 kb인 $Km^r$ 유전자의 크기는 24시간 후에도 그대로 유지되였다. 이와 같은 결과로 볼 때, $Km^r$ 유전자는 GEM에서나 NI로부터 전이되는 빈도는 recipient 균주에 관계없이 비슷하였으나, conjugation 과정 중 GEM의 $Km^r$ 유전자는 NI의 $Km^r$ 유전자보다 더욱 안정된 상태로 전이되었으며 이 $Km^r$ plasmid의 rearrangement는 수계환경에 관계없이 recipient 균주에 따라 다양하게 나타났다.
