광합성 박테리아 Rhodospirillum rubrum은 광원의 조건에 따라 균주 내의 신진대사 양상이 변화된다고 보고 되어 왔다. 이러한 광조건에 의한 신진대사 변환 과정을 담당하는 유전자에 대한 연구는 광합성 박테리아에 관한 주된 과제 중 하나이다. 근래 이러한 광조건에 의한 균주내 변화 과정이 균주가 지니는 extrachromosomal plasmid와 관련이 있음이 보고되었다. 본 연구는 광합성 박테리아 R. rubrum의 extrachromosomal plamid pKYl 을 분리 정제하고 이를 제한효소 HindIII로 단편화 하여 이들 단편의 일부에 대한 염기서열을 분석하고 이들의 기능을 추론하였다. 본 연구를 통하여 plasmid pKY1에 박테리아의 유전적 재조합 (genetic recombination)에 관여하는 단백질에 대한 정보가 위치하고 있음을 유전자 및 아미노산 상동성 조사를 통하여 알 수 있었다.
6개(個) 품종(品種)의 대두(大豆)로 부터 분리(分離)된 대두(大豆) 근류균(根瘤菌)의 생리적(生理的) 특성(特性) 및 plasmid DNA의 분리(分離)를 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. YEM 배지(培地)에서 S117, S118, 011, DY-1균주(菌株)는 생육속도(生育速度)가 느리고 alkaline 반응(反應)을 나타내었으며, S110, S111, S114, S115, S116, S120, 010균주(菌株)들은 생육속도(生育速度)가 빠르고 산반응(酸反應)을 나타내었다. fast-growing형(型)과 slow-growing형(型) R. japonicum은 모두 극모성 또는 주모성 편모(鞭毛)를 가진 그람 음성(陰性) 간균(桿菌)이며, 한천 평판에서 점액성(粘液性)이 있는 유백색(乳白色) colony를 형성(形成) 하였다. 접종(接種) 7일후(後), fast-growing형(型)의 colony는 직경(直徑)이 2.0-4.0mm였고, slow-growing 형(型)의 colony는 대체로 0.5-1.5였다. fast-growing형(型)은 pH4.5에서 한결같이 감수성(感受性)이 있고, pH9.5에 내성(耐性)이 있는 반면 slow-growing형(型)은 정반대로 나타났다. 조사(調査)된 균주(菌株)들은 모두 생육(生育)을 위한 탄소원(炭素源)으로써 glucose를 이용(利用)하였으며, 010과 321을 제외하고 모든 균주는 starch는 전혀 이용(利用)하지 못하였으며 fast-growing형(型) 만이 sucrose를 이용(利用)하였다. 조사(調査)된 slow-growing R. japonicum은 일반적으로 15-250kb 정도(程度)의 1-3개(個)의 plasmid DNA를 함유하는 반면, fast-growing R. japonicum은 20-250kb정도(程度)의 1-3개(個)의 plamid DNA를 함유(含有)하고 있었다.
서해안 일원의 가온 양만장 사육조로부터 분리한 E. tarda균에 대한 약제내성검사 및 내성균의 내성인자 전달 시험을 실시하였다. 공시한 항생제에 대한 내성률은 LM, PM, SD, SF 등에는 100%, AP, CH, SM, OT 및 CP 등에는 89% 이상, OA 및 KM에는 70% 정도 그리고 AK, GM 및 EF 등에는 30% 이하의 내성률을 보였으며, 이와같은 내성률은 각 양만장에서 분리한 균주간에 차이를 보이지 않았다. 내성유형은 총 34유형으로 모든 분리균주가 8~14제의 다제내성을 보였으며, 그 중 LM PM SD SF CP CH SM OT AP OA KM(22주, 21.4%) 및 LM PM SD SF CP CH SM OT AP OA(12주, 11.7%) 유형등이 고빈도로 출현하였다. 내성균의 내성인자 전달유형은 총 55형으로 단제에서 13제까지의 다양한 내성인자가 전달되었는데, 그 중 LM PM SD SF CP CH SM OT AP OA(10주. 10%), LM PM SD SF CP CH SM OT AP OA KM(7주, 7%) 및 LM PM SD SF CP CH AP OA(7주, 7%) 등의 다제내성유형이 고빈도의 전달률을 보였으며, 약재별로는 GM, EF 및 AK 등에는 저빈도(0~20%), OT, SM, KM 및 OA 등에는 중등도(49~62%), AP, PM, LM, SF, CP, CH 및 SD 등에는 고빈도(71~94%)로 내성인자를 전달하였다.
B. t k HD-1 균주에 0.002% SDS와 0.5$\mu$g/ml EtBr을 처리한 결과, 9개의 cry- 변이균주를 분리하였으며 또한 B. t k HD-1균주와 B. cereus 569균주를 혼합배양하는 방법으로 mating 실험을 수행하여 B. t k HD-1으로부터 일부 plasmid가 전이된 11개의 cry+ B. cereus와 2개의 cry=B. cereus를 분리하고 plasmid수와 분자량을 조사하였다. B. t k HD-1의 경우 9개의 plasmid가 존재하였고 일부 plasmid가 curing된 B. t k HD-1변이균주의 경우 29Md plasmid나 44Md plasmid가 반드시 존재하였으나, cry- 변이균주에는 29Md 이상의 모든 plasmid가 소실되어 내독소 단백질 합성에 관여하는 유전자가 기억된 plamid를 결정하였다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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