Isolation and Identification of Ampicillin-resistant Bacteria in Changwon

창원근교에서의 ampicillin 내성세균의 분리 및 동정

Abstract

The number of antibiotic-resistant bacteria is increasing rapidly while the discovery rate of new antibiotics is in decline. A systematic study is therefore necessary to investigate which bacteria are resistant to medically important antibiotics and how high that resistance is. To that end, this study aimed to analyze which bacteria demonstrated resistance to ampicillin, one of the currently most-widely used medical antibiotics. Water samples were collected from the Changwon-Cheon that runs through Changwon City and from the pond in front of the dormitory building at Changwon University. Hundreds of ampicillin-resistant colonies were obtained and 22 morphologically distinct examples were chosen for further study. These bacteria were identified by amplifying their 16S rRNA genes and comparing those sequences with data in GenBank. The bacteria was identified as belonging to 10 families, 12 genera, and 17 species, and all were able to grow in the presence of $50{\mu}g/ml$ ampicillin while seven showed growth at ampicillin concentrations as high as 1.5 mg/ml.

우리 인간이 병원성 미생물에 감염되었을 경우에 주로 사용되는 항생제들은 현재 수백 가지가 넘지만 각각의 항생제에 대한 내성세균이 발견되는 빈도수가 가파르게 증가하고 있다. 또한 항생제에 대한 내성이 병원성 세균들 사이에서 빠르게 확산되고 있으나 새로운 항생제가 발견되는 속도는 눈에 띄게 감소하고 있다. 따라서 현 시점에서 우리 주변 환경에서 항생제 내성 세균이 얼마나 많이 존재하는 지에 대한 체계적인 연구가 필요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 현재 의료용으로 널리 사용되고 있는 항생제 중에서 ampicillin에 대한 내성 세균에 대한 조사를 진행하였다. 창원시를 가로지르는 창원천 및 창원대학교 기숙사 앞의 연못에서 미생물 시료를 채취하였다. 각 지점에서 채취된 시료를 분석한 결과 많은 내성 세균들이 나타났는데, 이러한 세균들을 집락의 형태에 따라 몇 그룹으로 나누고 각 그룹을 대표하는 22종 세균들의 genomic DNA를 추출하고, 이것을 template로 사용하는 16S rRNA 유전자 증폭반응을 수행 하였다. 얻어진 산물의 염기서열을 밝히고 genbank의 자료들과 비교해서 분리된 내성세균들을 동정하였다. 그 결과 10개 과, 12개 속, 17종의 세균들이 동정되었으며, 분리된 세균들의 ampicillin에 대한 내성을 조사해 본 결과, 17종 모두가 $50{\mu}g/ml$의 ampicillin 농도에서 증식을 하였고, 이 중에서도 7종의 세균들은 1.5 mg/ml의 농도에서도 증식 가능하다는 것을 알 수 있었다.

Fig. 1. Neighbor-joining phylogenetic tree determined from the 16S rDNA sequences isolated in this study. Bootstrap values are based on 1,000 replications.

Table 1. BLAST search result of ampicillin-resistant bacteria isolated in this study

Table 2. Bacterial growth at 4℃ and 37℃

Table 3. Bacterial growth at various ampicillin concentrations