• Genomics & Informatics
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• 제18권4호
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• pp.40.1-40.8
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• 2020

Avian influenza (AIV) outbreaks can induce fatal human pulmonary infections in addition to economic losses to the poultry industry. In this study, we aimed to develop a rapid and sensitive point-of-care AIV test using loop-mediated isothermal amplification (LAMP) technology. We designed three sets of reverse transcription LAMP (RT-LAMP) primers targeting the matrix (M) and hemagglutinin (HA) genes of the H5 and H9 subtypes. RT-LAMP targeting the universal M gene was designed to screen for the presence of AIV and RT-LAMP assays targeting H5-HA and H9-HA were designed to discriminate between the H5 and H9 subtypes. All three RT-LAMP assays showed specific amplification results without nonspecific reactions. In terms of sensitivity, the detection limits of our RT-LAMP assays were 100 to 1,000 RNA copies per reaction, which were 10 times more sensitive than the detection limits of the reference reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) (1,000 to 10,000 RNA copies per reaction). The reaction time of our RT-LAMP assays was less than 30 min, which was approximately four times quicker than that of conventional RT-PCR. Altogether, these assays successfully detected the existence of AIV and discriminated between the H5 or H9 subtypes with higher sensitivity and less time than the conventional RT-PCR assay.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제39권6호
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• pp.517-525
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• 1992

연구배경 : 1985년 Saiki등에 의해, 특정한 DNA를 연속적으로 복제할 수 있는 방법인 polymerase chain reaction (PCR)이 개발된 이래, PCR은 검체내에 극미량으로 존재하고 있는 병원체의 진단에 큰 도움을 줄 것으로 기대되었다. 결핵균의 진단방법중, 도말염색 방법은 감수성이 낮아서 문제가 되고 있으며, 배양은 감수성은 높으나 기간이 오래 걸려서 임상적으로 도움을 주지 못하는 경우가 많다. 이에 저자들은 Mycobacterium tuberculosis의 특이 단백질인 65 kD mycobacterial antigen을 encoding하는 2520 base pair DNA중, 383 base pair DNA를 이용한 PCR과 IS6110 fragment의 일부인 123 base pair DNA를 이용한 PCR을 시행하여, 이의 감수성과 특이도를 알아보고 폐결핵 환자의 객담을 검체로한 결핵의 조기진단 방법을 개발하고자 하였다. 방법 : M. tuberculosis (H37Rv, H37Ra), M. avium, M. intracellulare, M. scrofulaceum 균주와 환자의 객담에서 DNA를 추출하여, 383 base pair DNA 양끝의 20 base pair DNA primer (TB-1, -2)와 IS6110 fragment 일부의 DNA 양끝의 20 base pair DNA primer (Sal I-1, -2) 로 PCR을 시행하였으며, 전기 영동후 자외선 발광으로 확인하였다. 결과 : 1) Ethidium bromide 염색후 발광경하에서, Mycobacterium tuberculosis (H37Rv, H37Ra)와 Mycobacterium bovis는 TB-1, -2 primer와 Sal I-1, -2 primer를 이용한 PCR에서 모두 양성을 보였고 Mycobacter intracellulare와 Mycobacterium scrofulaceum은 TB-1, -2 primer를 이용한 PCR에서만 양성을 보였다. 2) Southern Blot 분석에는 두쌍의 primer 모두에서 Mycobacterium tuberculosis (H37Rv, H37Ra)와 Mycobactgerium bovis만이 양성을 나타내었으며 Mycobacterium intracellulare 와 Mycobacterium scrofulaceum은 음성을 나타내었다. 3) Mycobacterium tuberculosis (H37Rv)를 순차적으로 희석하여 시행한 PCR에서 두쌍의 primer 모두에서 Mycobacterium 균 1개체에 해 당되는 1 fg DNA까지 양성을 나타내었다. 4) 임상적으로 진단받은 결핵환자의 시행한, Sal I-1, -2 primer를 이용한 PCR에서 도말 검경 양성군의 객담 29예중 28예인 96.6%에서 양성을 나타내었으며, 도말 정경 음성-배양 양성군에서는 5예중 4예(80.0%), 그리고 도말 검경 음성-배양 음성군에서는 26예중 6예(23.1%)가 양성을 나타내었고 음성 대조군 검체 16예에서 2예(12.5%)에서 양성을 나타내였다. 결론 : 이상의 결과로, PCR은 객담에서의 결핵균의 진단에 있어, 배양과 견줄 수 있는 특이도와 예민도를 보이고 있어, 특정한 경우 진단에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대되며, 추후 방법의 개선을 위한 연구가 계속 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권11호
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• pp.1928-1935
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• 2015

Microbial growth kinetics is often used to optimize environmental processes owing to its relation to the breakdown of substrate (contaminants). However, the quantification of bacterial populations in the environment is difficult owing to the challenges of monitoring a specific bacterial population within a diverse microbial community. Conventional methods are unable to detect and quantify the growth of individual strains separately in the mixed culture reactor. This work describes a novel quantitative PCR (qPCR)-based genomic approach to quantify each species in mixed culture and interpret its growth kinetics in the mixed system. Batch experiments were performed for both single and dual cultures of Pseudomonas putida and Escherichia coli K12 to obtain Monod kinetic parameters (μ_max and K_s). The growth curves and kinetics obtained by conventional methods (i.e., dry weight measurement and absorbance reading) were compared with that obtained by qPCR assay. We anticipate that the adoption of this qPCR-based genomic assay can contribute significantly to traditional microbial kinetics, modeling practice, and the operation of bioreactors, where handling of complex mixed cultures is required.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제40권5호
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• pp.509-518
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• 1993

연구배경 : 결핵성 흉막 삼출은 아직까지도 우리나라에서 가장 흔한 흉막 삼출의 원인으로 생각되고 있으나, 조직학적 진단 방법을 포함한 기존의 진단 방법으로도 약 70%에서만 확진이 가능하다. 특히 고연령층이나 면역이 억제된 환자등에서 기존의 진단 방법으로 진단되지 않고, 여러가지 시험 치료에 반응하지 않는 흉막 삼출의 경우에는 임상적으로 어려움을 겪게 되며, 보다 예민한 진단 방법의 개발을 위해 여러 분야의 노력이 있어 왔다. PCR은 어느 특정한 DNA를 연속적으로 복제할 수 있어 검체내에 극미량으로 존재하고 있는 병원체의 진단에 이용되고 있으며, 결핵성 흉막염의 진단에도 도움을 줄것으로 기대되었다. 이에 저자들은 PCR을 이용한 결핵성 흉막염 진단의 유용성을 평가해 보고자 본 연구를 시행하였다. 방법 : 양성 및 음성 대조군으로 배양된 결핵균주및 비결핵성 Mycobacterium 균주를 사용하였고 연구 대상은 흉막 삼출 환자 53명이었다. 이중 결핵성 흉막염이 확진된 환자가 20명, 결핵성 흉막 삼출이 배제된 환자가 20명, 결핵이 확진되지 않았으나 임상적으로 결핵으로 의심하여 항결핵제제를 투여한 후 호전된 환자가 10명이었고, 항결핵제제 투여후에도 호전되지 않았으며 반복적인 진단 과정에서 결핵이 배제된 환자가 3명이었다. 대상 환자는 흉막 생검및 흉수의 ADA 활성도를 포함한 기존의 진단 방법과 PCR을 시행하였다. PCR의 target은 Mycobacterium tuberculosis의 특이성을 갖으며 한 개체내에 여러번 반복하여 존재한다고 알려져 있는 DNA인, IS6110 gene의 일부인 123 base pair DNA로 하였고, 그 결과를 기존의 진단 결과와 비교하였다. 결과: 1) 배양한 결핵균 및 비결핵성 Mycobacterium을 이용한 PCR의 강수성은 DNA 1 fg까지였고, Mycobacterium tuberculosis와 Mycobacterium bovis에만 특이적이었다. 2) 확진된 흉막액을 이용한 PCR의 감수성은 80.0%(16/20)였고, 특이성은 95.0%(19/20)였다. 3) 결핵이 확진되지 않았으나 임상적으로 결핵으로 의심하여 항결핵제제를 투여한 후 호전된 환자중 60.0%에서 PCR 양성을 나타내었다. 4) 결핵이 확진되지 않았으나 임상적으로 결핵으로 의심하여 항결핵제제를 투여한 환자중 호전되지 않고 추후 결핵이 배제된 환자 3명 모두에서 PCR 음성을 나타내었다. 5) 흉막액의 ADA 활성도는 확진된 결핵성 흉막염 환자군과 임상적으로 결핵이 의심되어 항결핵제 투여후 호전된 군이 여타군보다 유의하게 높았고, PCR 결과와 좋은 상관관계를 보였다. 결론 : PCR은 결핵성 흉막염의 진단에 매우 예민하고 특이적이었으며, ADA와의 좋은 상관 관계를 보였다. 따라서 PCR을 이용한 진단 방법을 추가함으로써 결핵성 흉막염의 진단에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료되었다.

• 식물병연구
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• 제28권4호
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• pp.221-230
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• 2022

Erwinia amylovora에 의해 발생하는 화상병은 2015년에 국내에서 처음으로 보고된 이후 2021년 기준으로 전국 22개 지역으로 전파되었다. 우리나라는 식물방역법에 따라 화상병이 발생한 사과 및 배 과원은 발생주율을 기준으로 모든 기주식물들을 완전히 제거하여 구덩이에 매몰처리한다. 이후, 3년간 화상병균 전파를 막기 위해 매몰지 위에 기주식물 식재를 금하고 있다. 매몰처리법에 의한 화상병균 박멸 효과를 확인하기 위하여, 화상병 감수성 식물을 미끼식물로 이용하여 매몰지에 식재 후 화상병 재발 유무를 확인하였다. 이를 위해, 2019년부터 2021년에 매몰처리한 경기도 안성시와 충북 충주시 소재 매몰지 3곳을 선정하여 미끼식물 감시시설을 설치하였다. 화상병 감수성 식물인 사과(부사)를 미끼식물로 선정하고, 각 감시시설당 5주를 식재하였다. 감시시설은 울타리와 그물로 격리하였다. 또한, 실시간 모니터링을 위한 CCTV와 동작감지기, 그리고 현지 기상상황을 기록하는 센서를 설치하였다. 감시시설을 주기적으로 방문하여 육안으로 화상병 발병 유무를 확인하였다. 미끼식물로부터 화상병 의심 증상을 나타내는 표본을 채취하고 화상병균 특이적 프라이머를 이용하여 loop-mediated isothermal amplification polymerase chain reaction (PCR)과 conventional PCR을 통해 화상병균 감염 유무를 확인하였다. 그 결과, 현재까지 어떠한 미끼식물에서도 화상병균은 검출되지 않았다. 따라서, 현재 시행되고 있는 매몰 후 화상병 기주식물 3년 식재 금지 조항을 완화하는 근거로 본 연구 결과를 제시하고자 하며, 이를 통해 국내 과수산업과 농가의 피해를 최소화하는 데 기여할 수 있을 것이라 생각된다.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제53권3호
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• pp.209-216
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• 2023

Purpose: This study was conducted to compare dental plaque scores obtained through clinical examinations and various imaging techniques, as well as to assess the effectiveness of herbal and conventional toothpastes for plaque removal. Materials and Methods: Thirty volunteers were divided into 3 groups. Each group was given a different toothpaste (from 2 herbal toothpastes and a conventional toothpaste) with which to brush their teeth for 21 days. Both initially and after brushing, dental plaque samples were collected, and plaque on the buccal surfaces of anterior teeth was scored using several imaging systems after staining with a disclosing agent. Specifically, digital dental photography, intraoral digital scanning, and FluoreCam imaging were employed to capture intraoral images. The Turesky Modified Quigley-Hein Plaque Index was used for clinical examination and image analysis. Quantitative polymerase chain reaction analyses and correlational assessments between clinical examination and imaging scores were conducted before and after toothpaste use. The Shapiro-Wilk test and Pearson correlations were utilized. Results: The lowest mean value was observed in the clinical examination without staining, while the highest was obtained using the FluoreCam method. No significant change was found in the level of any microorganism assessed following toothpaste use (P<0.05), with the exception of a decrease in S. mutans levels after using conventional toothpaste (P<0.05). Conclusion: Herbal toothpaste demonstrated plaque-removal effectiveness comparable to that of conventional toothpaste. The use of imaging methods for measuring plaque index has been suggested as a means to educate patients about plaque control and promote ongoing oral care.

• 한국동물위생학회지
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• 제41권1호
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• pp.29-39
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• 2018

In this study, we developed a sensitive and specific reverse transcription loop-mediated isothermal amplification (RT-LAMP) assay for rapid visual detection of foot-and-mouth disease virus (FMDV) circulated in Korea. The RT-LAMP was completed in 40 min at $62^{\circ}C$ and the results of the assay were directly detected by naked eye without any detection process. The assay specifically amplified all 7 serotypes of FMDV RNAs but not amplified other viral and cellular nucleic acids. The sensitivity of the RT-LAMP was $10^2$, $10^3$ and $10^3TCID_{50}/mL$ for serotype O, A and Asia 1 FMDV, respectively, which was comparable to conventional reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) and relatively lower than that of real time quantitative RT-PCR (qRT-PCR). Clinical evaluation of the RT-LAMP using different serotypes of Korean and foreign FMDV strains showed a 100% (35/35) agreement with the results of the RT-PCR and qRT-PCR. These results indicated that RT-LAMP assay developed in this study could be a valuable diagnostic method for FMDV monitoring and surveillance.

• 한국동물위생학회지
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• 제45권1호
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• pp.1-11
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• 2022

A novel porcine circovirus 4 (PCV4) was recently identified in Chinese and Korean pig herds. Although several conventional polymerase chain reaction (cPCR) and real-time PCR (qPCR) assays were used for PCV4 detection, more sensitive and reliable qPCR assay is needed that can simultaneously detect PCV4 and internal positive control (IPC) to avoid false-negative results. In the present study, a duplex qPCR (dqPCR) assay was developed using primers/probe sets targeting the PCV4 Cap gene and pig (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase) GAPDH gene as an IPC. The developed dqPCR assay was specifically detected PCV4 but not other PCVs and porcine pathogens, indicating that the newly designed primers/probe set is specific to the PCV4 Cap gene. Furthermore, GAPDH was stably amplified by the dqPCR in all tested viral and clinical samples containing pig cellular materials, indicating the high reliability of the dqPCR assay. The limit of detection of the assay 5 copies of the target PCV4 genes, but the sensitivity of the assay was higher than that of the previously described assays. The assay demonstrated high repeatability and reproducibility, with coefficients of intra-assay and inter-assay variation of less than 1.0%. Clinical evaluation using 102 diseased pig samples from 18 pig farms showed that PCV4 circulated in the Korean pig population. The detection rate of PCV4 obtained using the newly developed dqPCR was 26.5% (27/102), which was higher than that obtained using the previously described cPCR and TaqMan probe-based qPCR and similar to that obtained using the previously described SYBR Green-based qPCR. The dqPCR assay with IPC is highly specific, sensitive, and reliable for detecting PCV4 from clinical samples, and it will be useful for etiological diagnosis, epidemiological study, and control of the PCV4 infections.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제27권9호
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• pp.1346-1352
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• 2006

We describe an effective method of microchip electrophoresis (ME) based on single strand conformation poly-morphism (SSCP) analysis to rapidly detect the point mutation, Leu72Met, in a human obesity gene. The 207-bp dsDNA in the Leu72Met region, an estimate of the child obesity DNA mutant, was amplified by polymerase chain reaction (PCR) and submitted to a conventional glass microchip analysis with a sieving matrix of 1.75% poly(vinylpyrrolidone) (Mr 1 300 000), 1.0% poly(ethyleneoxide) (Mr 600 000) and 5.0% w/w glycerol. When combined with base stacking (BS) with hydroxide ions, the SSCP-ME provided rapid analysis as well as sensitive detection. The detection sensitivity was effectively enhanced in the OH- concentration range of 0.01-0.025 M NaOH. The sensitivity and speed of this ME-based SSCP methodology for the rapid detection of Leu72Met point mutations makes this an attractive method for diagnosing childhood obesity in a clinical diagnostic laboratory.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권3호
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• pp.515-519
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• 2004

Listeria spp. were isolated from a total of 402 naturally contaminated domestic ready-to-eat (RTE) vegetable samples by the conventional Food and Drug Administration protocol and confinned by API-Listeria kit. Also, the susceptibility to 12 antibiotics, polymerase chain reaction (PCR) assay for virulence gene of pathogenic Listeria monocytogenes isolates, and in vitro virulence assay using myeloma and hybridoma cells from murine and human sources were tested. Among the samples, 17 samples (4.2％) were found to be contaminated with Listeria species. Among the 17 strains of Listeria spp. isolates, only 2 strains (11.8％) of L. monocytogenes and 15 strains (88.2％) of L. innocua were identified. Antibiotic susceptibility test showed that the Listeria spp. isolates were very susceptible to the antibiotics tested, except for nalidixic acid. Among 17 strains of Listeria spp., PCR analysis showed that 2 strains of L. monocytogenes isolates proved to have a virulence hly gene, but none of L. innocua had the hly gene. Also, hybridoma Ped-2E9 cells assay showed that only L. monocytogenes isolates killed approximately 95-99％ hybridoma cells after 6 h, but L. innocua isolates had about 0-5％ lethal effect. These results indicate that PCR assay with hly primer or hybridoma Ped-2E9 cells assay could be used as a good monitoring tool or in vitro virulence test for L. monocytogenes.