다중 중합효소 연쇄반응을 이용한 소의 Johne병 진단 기법 확립

Diagnosis of Bovine Johne's Disease Using Multiplex Polymerase Chain Reactions

반추수에서 발생하는 Johne병의 조기 진단 방법을 제시하고 이 질병의 원인체와 미생물학적 특징 이 유사한 M. bovis, M. avium 등의 mycobacteria 감염증을 감별 진단하는 방법 을 개발하기 위하여 Mycobacterium 균속의 표준균주를 사용하여 중합효소 연쇄반응을 확립하였다. Johne병으로 의심되는 소의 혈액과 유즙을 채취하여 분리한 단핵구 및 거식세포로부터 genomic DNA를 추출하였다. 각 시료로부터 추출한 DNA를 template로 이용하여 Mycobacterium spp.에 특이적인 16S rDNA primer set를 이용한 PCR을 수행하여 시료내의 mycobacterial DNA 보유 여부를 확인하였다. 한편 mycobacteria 양성으로 확인된 시료는 M. avium complex 균종에 특이한 16S rDNA 염기서열을 기초로 하여 제작한 primer set와 M. paratuberculosis의 IS900 sequence에 특이한 primer set를 이용하여 duplex PCR을 수행하여 Johne병 원인체의 보균 여부를 조사하였으며, 이 결과를 oligonucleotide probe를 사용한 Southern blot hybridization을 통하여 다시 확인하였다. 이와 같은 duplex PCR기법을 실제 축산 현장에서 수집한 유즙과 말초혈액으로부터 분리한 단핵구 및 거식세포 시료에 적용한 결과 본 연구에서 확립한 duplex PCR기법 유용성을 확인할 수 있었다.

In order to improve the early diagnosis of Johne's disease in ruminants, duplex polymerase chain reaction system for the detection of the etiologic agent of M. paratuberculosis and for the differentiation of other mycobacterial animal pathogens, such as M. bovis and M. avium, was applied. Genomic DNAs were purified from peripheral blood monocytes or milk macrophages and were used as templates in the duplex PCR. Detection of Mycobacterium spp. in the specimen was carried out by PCR using primer set specific to the mycobacterial 16S rDNA. And then, mycobacterial DNA-positive specimens were further differentiated with duplex PCR system which was composed of primer sets specific to 16S rDNA of M. avium complex and Is900 gene of M. paratuberculosis. The results were re-confirmed by Southern blot hybridization with oligonucleotide specific to the internal sequence of IS900 PCR amplicons. The applicability of this duplex PCR system was evaluated with DNAs extracted from clinical specimens of peripheral blood monocytes and milk macrophages. In summary, the duplex PCR amplification system described in this experiment is promising molecular technique for the early diagnosis of Johne's disease in ruminants.