Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) causes various clinical signs in human and animals, and has been indicated as a global enteropathogen with zoonotic importance. In this study, the feces of healthy pigs were collected from the slaughtered pigs of Daejon abattoir during the period from December 2001 to October 2002. Of 326 specimens, 13 STEC were confirmed by culture, PCR and colony hybridization. The isolates were further studied for toxin types, pathogenic factors, plasmid profiles, and antimicrobial resistance to characterize the genetic and toxigenic properties. In PCR, all of 13 isolates were evident to have shiga toxin gene (stx). Of 13 isolates stx1 gene was detected in 4 and stx2 gene in 9. The genes of eaeA, hlyA and rfbE were not present in any isolates. In colony hybridization using shiga toxin common primer (STXc), 2 to 9 per 100 colonies subcultured from 13 isolates showed the positive reaction. In the examination for plasmid profiles of the isolates, one to eleven plasmids with varying sizes of 1.0 Kb to 100 Kb were detected, and the 13 STEC could be classified into four groups by the plasmid patterns. The antimicrobial resistance patterns of the isolates were comparably corresponded with the plasmid profile patterns.
The prevalence of thermophilic Campylobacter (C.) spp. in stray, breeding, and household dogs was 25.2, 12.0, and 8.8%, respectively. C. jejuni and C. upsaliensis were the predominant Campylobacter spp. from household dogs. cdtA, cdtB, and cdtC were detected by PCR in all isolates. Despite the high cytolethal distending toxin (CDT) gene prevalence, only 26 (31%) C. jejuni strains and one (15.3%) C. coli strain showed evidence of CDT production in HEp-2 cell cytotoxicity assays. Virulence-associated genes detected in the C. jejuni and C. coli isolates were cadF, dnaJ, flaA, racR, ciaB, iamA, pldA, virB11, ceuE, and docC. cadF, dnaJ, flaA, and ceuE were found in all C. jejuni and C. coli isolates. When detecting Guillain-Barr$\acute{e}$ syndrome-associated genes (galE, cgtB, and wlaN), galE was identified in all isolates. However, cgtB and wlaN were more prevalent in C. jejuni isolates from humans than those from dogs. Adherence and invasion abilities of the C. jejuni and C. coli strains were tested in INT-407 cells. A considerable correlation (adjusted $R^2$= 0.678) existed between adherence and invasion activities of the Campylobacter spp. isolates.
Forty Clostridium perfringens isolates were obtained from twelve animal products, following the examination of eighty six beef, pork, broiler chicken and salami meat products, and eleven milk powder products. There were 21 isolates from salami stored at $25^{\circ}C$, 3 isolates from pork, 4 isolates from beef, 9 isolates from broiler chicken, and 3 isolates from milk powder. Only the cpa gene encoding a toxin among the 5 toxin genes tested (cpa, cpb, etx, iap, and cpe) was detected in all forty isolates, suggesting contamination with C. perfringens type A. DNA fingerprinting analysis using PCR of the tRNA intergenic spacer (tDNA-PCR) and the 16S-23S internal transcribed spacer (ITS-PCR), and randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis were attempted to differentiate the isolates. RAPD analysis was the most discriminating method among the three PCR analyses. Isolates from the same products tended to show similar RAPD patterns. Antimicrobial susceptibility tests showed that some isolates from broiler chickens had the same antibiogram with multiple resistance to streptomycin, colistin, and ciprofloxacin. Antibiograms were similar between isolates from the same livestock products, but differed considerably between the products.
어린이집 유아들이 공용으로 사용하는 수건의 미생물 오염도와 분리된 식중독 미생물의 장독소 유전자 및 장독소 생산 특성을 분석하여 어린이집 유아 사용 수건의 위생안전성을 확보하고자 어린이가 손 씻은 후 공용으로 사용하는 수건 22개 (사용 전 7개, 사용 중 15개)를 연구대상으로 하였다. 일반세균수는 평균 6.2 log CFU/100 $cm^2$로 검출되었고 진균수는 평균 4.1 log CFU/100 $cm^2$로 검출되었으며 대장균군은 사용 전 수건의 경우 7건 중 4건 (57.1%), 사용 중인 수건의 경우 15건 모두에서 (100%) 검출되었다. 어린이 사용 수건의 미생물 오염도가 높게 나타나 수건의 위생적인 살균 세탁 및 상대습도가 낮은 곳에 보관하는 등의 보관 방법 개선이 필요한 것으로 판단되었다. Salmonella spp.의 경우 실험에 사용된 모든 수건에서 검출되지 않았으나, Staph. aureus는 22건 중 5건 (22.7%), B. cereus는 11건 (50.0%)에서 검출되어 B. cereus 오염이 가장 심각한 것으로 나타났다. Staph. aureus 장독소 유전자와 독소 단백질은 모두 불검출 되었으나 분리 동정된 11균주의 B. cereus 장독소 유전자 실험 결과 hblC, hblD, hblA 유전자가 각각 72.7, 72.7, 54.5% 검출되고 nheA, nheB, nheC 유전자가 각각 81.8, 72.7, 54.5% 검출되었으며 cytK, entFM 장독소 유전자는 각각 45.5, 90.0% 검출되었다. B. cereus 장독소 실험결과 HBL 장독소는 11균주 중 8균주 (72.7%), NHE 장독소는 5균주 (45.5%) 검출되었고 HBL과 NHE 장독소 중 하나 이상을 생산하는 B. cereus 균주는 10균주 (90.9%)로 나타났다. 수건에 오염된 B. cereus 균주의 교차오염에 따른 식중독 위험성이 상존하는 것으로 나타나 개인별 수건 또는 종이 타올 사용을 고려하여야 할 것으로 판단되었다.
즉석섭취 편의식품은 일반적으로 소비자가 별도의 조리과정 없이 직접 신선한 상태로 섭취하기 때문에 병원성 미생물에 오염되어 있을 경우 식중독을 일으킬 수 있다. 특히 B. cereus는 자연계에 널리 분포하여 대부분의 식품에 쉽게 오염되어 식중독을 유발 시킬 수 있는 독소형 식중독균 중의 하나이다. 이에 본 연구는 유통 판매중인 즉석섭취 편의식품류 및 식중독이 발생하여 의뢰된 보존식에서 B. cereus의 분리율 및 독소 종류의 분포형태를 파악하였다. 식품 총 619건 중 263건(42.5%)의 B. cereus를 분리하였지만, 식품의약품안전처의 식품공전에서 즉석섭취 편의식품류에 대한 B. cereus에 대한 규격기준이 1,000 CFU/g 이하로, 본 실험에서는 규정 범위를 초과한 식품은 없었다. B. cereus 총 263개 분리균주에 대한 9종류의 장내독소 및 1종류의 구토독소를 분석한 결과, NHE complex (nheA, nheB, nheC)중 3개의 nhe 유전자를 모두 보유한 B. cereus는 236개 균주(89.7%), 1개만의 독소를 가지고 있는 균주는 2개(0.8%)뿐이었다. 또한, HBL complex (hblA, hblB, hblD) 중 3개의 hbl 유전자를 보유한 균주는 175개 균주(66.5%), 그리고 한개 혹은 두 개의 hbl 유전자를 가진 균주는 59개 균주(21.7%), 3개 유전자를 모두 가지고 있지 않은 균주는 29개 분리균주(11.0%)로 나타났다. NHE complex 유전자의 빈도가 HBL complex 유전자 보다 더 높게 나타나는 특징을 확인할 수 있었다. 장내독소 entFM, $cytK_2$, bceT 유전자의 보유율은 각각 100, 100, 43.0% 순으로 확인되었다. B. cereus의 구토 독소인 CER 유전자는 평균 50.2%를 보유하고 있었으며, 식품유형에 따라 식중독 보존식, 즉석섭취 식품, 편의식품에서 각각 100, 59.4, 35.6% 순으로 나타났다. 식품 중 분리한 B. cereus가 산생하는 구토독소를 가지고 있는 B. cereus 균주 중 29.4%에서 8개의 장내독소를 보유하고 있었으며, 나머지 균주들도 대부분 5-8개의 장내독소를 가지고 있는 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구 결과를 종합해보면, 식품에서 분리한 B. cereus는 대부분의 균주가 설사형 및 구토형 독소를 보유하고 있어, 즉석 섭취 편의식품의 미생물 오염 요인들은 계절에 관계없이 지속적으로 위생적인 관리가 필요할 것으로 사료된다. 또한, 식품의 미생물적 안전성 확보를 위해서는 업체의 생산단계부터 저장 및 운반을 포함한 유통단계 등에서 식중독을 유발 할 수 있는 오염원들이 내재되어 있기 때문에 철저한 개인 및 환경 위생관리가 필요할 것으로 사료된다.
장염비브리오균은 급성 설사와 같이 수인성·식품매개 질병을 일으키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 제주지역 해수, 수족관수, 유통 수산물에서 분리한 장염비브리오균을 real-time PCR을 이용하여 잠재적인 독소 유전자 또는 종특이성 유전자(tdh, trh, tlh, toxR)를 조사하고, 이 균주의 유전적인 특성을 PFGE로 분석하였다. 총 245개 시료 중 해수에서 33주, 수족관수에서 7주, 수산물에서 50주로 90주(36.7%)의 장염비브리오균을 분리하였다. 모든 장염비브리오균에서 tdh 유전자는 검출되지 않았지만, tlh 유전자 또는 toxR 유전자는 검출되었다. 또한, 해수에서 3주와 수산물에서 1주 분리된 균주에서 trh 유전자가 검출되었다. 매달 해수를 정량검사한 결과 장염비브리오균은 수온과 양의 상관관계를 가지고 있었다. 90주의 장염비브리오균은 64.0-97.3% 범위에서 유사한 유전자 상동성을 보였다. 이중에서 13개 유형에서 유전자 상동성이 100%였다. 이러한 결과는 일부 독소 유전자를 가진 장염비브리오균이 분리되었고, 해수, 수족관물, 유통 수산물에서 분리된 장염비브리오균 사이에 유전적 유사성이 있기 때문에 식중독 역학조사에 도움이 되도록 지속적인 모니터링이 필요함을 나타낸다.
Several isolates of Bacillus thuringiensis (Bt) were screened for the vegetative insecticidal protein (Vip) effective against sap-sucking insect pests. Screening results were based on $LC_{50}$ values against cotton aphid (Aphis gossypii), one of the dangerous pests of various crop plants including cotton. Among the isolates, the Bt#BREF24 showed promising results, and upon purification the aphidicidal protein was recognized as a binary toxin. One of the components of this binary toxin was identified by peptide sequencing to be a homolog of Vip2A that has been reported previously in other Bacillus spp. Vip2 belongs to the binary toxin group Vip1-Vip2, and is responsible for the enzymatic activity; and Vip1 is the translocation and receptor binding protein. The two genes encoding the corresponding proteins of the binary toxin, designated as vip2Ae and vip1Ae, were cloned from the Bt#BREF24, sequenced, and heterologously expressed in Escherichia coli. Aphid feeding assay with the recombinant proteins confirmed that these proteins are indeed the two components of the binary toxins, and the presence of both partners is essential for the activity. Aphid specificity of the binary toxin was further verified by ligand blotting experiment, which identified an ~50 kDa receptor in the brush border membrane vesicles of the cotton aphids only, but not in the lepidopteran insects. Our finding holds a promise of its use in future as a candidate gene for developing transgenic crop plants tolerant against sap-sucking insect pests.
Streptococcus iniae는 대표적인 어류병원균으로 인수공통의 질병을 일으킨다. S. iniae FP5228에 존재하는 병원성 인자를 찾고자 하는 연구과정에서 S. iniae를 24시간 이상 배양한 배양액에는 살아있는 균의 수가 급격하게 감소하는 현상을 발견하였다. 이 현상은 FP5228 균이 가지고 있는 14 kb plasmid 상에 있는 toxin/antitoxin (TA) system의 구성요소인 toxin ${\zeta}$와 antitoxin ${\varepsilon}$ 유전자가 관련이 있을 것이란 가설을 설정하였다. IPTG와 arabinose에 의해 toxin ${\zeta}$와 antitoxin ${\varepsilon}$의 발현이 조절되는 pBP1140 vector system을 구축하였다. E. coli/pBP1140 균주는 toxin이 발현되는 조건에서 초기 생육이 느려졌고, 현미경의 관찰에서 균체가 길어짐을 확인하였다. FP5228 균주가 가진 14 kb plasmid를 없앤 S. iniae CK287을 제조하였다. CK287 균은 배양 중 급격하게 사멸되는 현상을 보이지 않았고, biofilm 생성능력도 감소하였고 세포독성 시험과 물고기 시험에서 독성이 약화 된 것이 확인되었다. 이들 결과 들은 TA system이 생리적 조절 및 병원성 인자의 발현에 관련이 있음을 추정할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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