• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권7호
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• pp.974-981
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• 2020

Sequence type 410 (ST410) of Escherichia coli is an extraintestinal pathogen associated with multi drug resistance. In this study, we aimed to investigate the horizontal propagation pathway of a high-risk clone of E. coli ST410 that produces Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC). blaKPC-encoding E. coli and K. pneumoniae isolates were evaluated, and complete sequencing and comparative analysis of blaKPC-encoding plasmids from E. coli and K. pneumoniae, antimicrobial susceptibility tests, polymerase chain reaction, multilocus sequence typing, and conjugal transfer of plasmids were performed. Whole-genome sequencing was performed for plasmids mediating KPC-2 production in E. coli and K. pneumoniae clinical isolates. Strains E. coli CPEc171209 and K. pneumoniae CPKp171210 were identified as ST410 and ST307, respectively. CPEc171209 harbored five plasmids belonging to serotype O8:H21, which is in the antimicrobial-resistant clade C4/H24. The CPKp171210 isolate harbored three plasmids. Both strains harbored various additional antimicrobial resistance genes. The IncX3 plasmid pECBHS_9_5 harbored blaKPC-2 within a truncated Tn4401a transposon, which also contains blaSHV-182 with duplicated conjugative elements. This plasmid displayed 100% identity with the IncX3 plasmid pKPBHS_10_3 from the K. pneumoniae CPKp171210 ST307 strain. The genes responsible for the conjugal transfer of the IncX3 plasmid included tra/trb clusters and pil genes coding the type IV pilus. ST410 can be transmitted between patients, posing an elevated risk in clinical settings. The emergence of a KPC-producing E. coli strain (ST410) is concerning because the blaKPC-2-bearing plasmids may carry treatment resistance across species barriers. Transgenic translocation occurs among carbapenem-resistant bacteria, which may spread rapidly via horizontal migration.

• 대한의생명과학회지
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• 제18권1호
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• pp.29-34
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• 2012

Streptomycetes are gram-positive filamentous bacteria that are well-known for producing a vast array of bioactive compounds, including more than 70 % of commercially important antibiotics. For the research about Streptomyces sp., the protoplast and electroporation transformation method have been the general techniques for the construction of transformants. However, these techniques have low efficiency and are time-consuming. Another option is intergenic conjugation, which is used for DNA transfer using methylation-deficient E. coli as a DNA donor to avoid the methylated-DNA-dependent restriction systems of actinomycetes. This conjugation method has been widely improved and applied to many other actinomycetes. In this research, an effective transformation procedure for the construction of expression vector by using gateway system was established to avoid limit of restriction enzyme site for cloning of target gene based on transconjugation by Escherichia coli ET12567/pUZ8002 with a pSET152 integration vector.

• 미생물학회지
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• 제31권4호
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• pp.286-291
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• 1993

수계환경에서 세균의 접합에 의해 나타난 conjugant 에서 plasmid 의 재배열과 $Km^{r}$ 유전자의 행방을 조사하기 위하여 자연계 분리균주와 유전공학적 변형균주(GMM)의 $Km^{r}$ 유전자의 전이빈도를 조사하는 동시에 3.9 kb 의 $Km^{r}$ 유전자를 DNA probe 로 사용하여 Southern analysis 를 실시하였다. $Km^{r}$ 유전자의 전이빈도는 실험실 환경에서 GMM 균주가 자연계균주(DK1) 보다 100배 더 높게 나타났으나, 무심천에서는 균주에 따라 차이가 없었다. 실험실환경에서 DK1 균주를 donor 로 하여 LB 나 FW 에서 얻은 conjugant 들은 모두 같은 수의 plasmid 를 가지고 있었으나 크기는 다르게 재배열하였다으며, $Km^{r}$ 유전자는 donor 의 R plasmid 인 pDK101 과 비슷한 위치에서 발견되었다. GMM 균주가 donor 일 때에는 180 kb 의 plasmid 가 새로 나타났으며, 특히 FW 수질에서 donor 가 DKC600 일 때는 $Km^{r}$ 유전자가 염색체에 삽입되어 있었다. 무심천의 자연계 수질환경에서는 DK1 이나 DKB701 이 donor 일 때 4개 및 8개의 plasmid 가 새로 나타났으며, $Km^{r}$ 유전자는 재배열된 4개의 plasmid 와 염색체에서 발견되었다. DKC600 이 donor 일 때는 recipient 의 작은 plasmid 가 모두 소실되었으나, $Km^{r}$ 유전자는 새로 나타난 plasmid 와 염색체에서 발견되었다. 그러므로 자연환경에서의 수질에서는 plasmid 의 재배열이 더 다양했으며, $Km^{r}$ 유전자도 다양한 크기로 재배열된 plasmid 에서 발견되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권3호
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• pp.389-398
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• 2020

The prevalence of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae (CRE) is increasing globally, resulting in high mortality rates. Although CRE is a relatively recent problem in Korea (the first case was not diagnosed until 2010), it is responsible for serious morbidities at an alarming rate. In this study, we carried out a molecular genetic analysis to determine the incidence of CRE and carbapenemase-producing Enterobacteriaceae (CPE) at a general hospital in Korea between August 2017 and August 2019. Forty strains of CPE were isolated from various clinical specimens and analyzed via antimicrobial susceptibility testing, polymerase chain reaction to detect β-lactamase genes, deoxyribonucleic acid sequencing, multilocus sequence typing, curing testing, and conjugal transfer of plasmids. The results demonstrated that all 40 isolates were multidrug-resistant. The fluoroquinolone susceptibility test showed that 75% of the Enterobacteriaceae isolates were resistant to ciprofloxacin, whereas 72.5% were resistant to trimethoprim-sulfamethoxazole. Further, conjugation accounted for 57.5% of all resistant plasmid transfer events, which is 4.3-fold higher than that observed in 2010 by Frost et al. Finally, the high detection rate of transposon Tn4401 was associated with the rapid diffusion and evolution of CPE. Our results highlight the rapid emergence of extensively drugresistant strains in Korea and emphasize the need for employing urgent control measures and protocols at the national level.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제18권3호
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• pp.317-321
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• 1990

본 연구는 유산균발효유 제조에 많이 사용되는 Lactobacillus casei YIT 9018에 광범위 숙주영역을 갖고 있는 Streptococcus faecalis DS5 의 plasmid pAM $\beta_1$ DNA를 이용하여 전이, 도입하고자 유당발효능결손변이주를 이용하여 원형질체융합, 접합, 형질전환을 검토하였던 바 얻어진 결과는 다음과 같다. L.casei와 S.faecalis 균주의 conjugation 은 membrane filter mating(Milipore, 0.45$\mu \textrm m$, front side)의 경우 $6.9\times 10^7$으로 가장 높은 전이율을 나타냈으며 protoplast fusion이나 transformation에 의해서는 fusant나 transformant를 선별할 수 없었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권11호
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• pp.1661-1677
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• 2006

Rhizobium and related genera are soil bacteria with great metabolic plasticity. These microorganisms survive in many different environments and are capable of eliciting the formation of nitrogen-fixing nodules on legumes. The successful establishment of symbiosis is precisely regulated and requires a series of signal exchanges between the two partners. Quorum sensing (QS) is a prevalent form of population density-dependent gene regulation. Recently, increasing evidence indicates that rhizobial quorum sensing provides a pervasive regulatory network, which plays a more generalized role in the physiological activity of free-living rhizobia, as well as during symbiosis. Several rhizobia utilize multiple, overlapping quorum sensing systems to regulate diverse properties, including conjugal transfer and copy number control of plasmids, exopolysaccharide biosynthesis, rhizosphere-related functions, and cell growth. Genomic and proteomic analyses have begun to reveal the wide range of functions under quorum-sensing control.

• 대한수의학회지
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• 제21권1호
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• pp.25-31
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• 1981

A total of 250 enteric bacteria (148 Escherichia coli, 41 Klebsiella pneumoniae, 46 Enterobacter spp. and 15 Proteus spp.) isolated from bovine udder infections in 1979 through 1980 were examined for drug resistance and prevalence of R. plasmids. The drug tested were streptomycin (SM), kanamycin (KM), ampicillin (AP), chloramphenicol (CP), tetracycline (TC), gentamicin (GM), oxolinic acid (OA) and nalidixic acid (NA). The detection of R. plasmids was performed with Escherichia coli ML 1410 NAr as the recipient. Of the 148 Escherichia coli isolated, 68(45.9%) were found to be resistant to one or more drugs tested, and about 50% of the resistant strains were multiply resistant. of the 68 drugresistant strains, 13(19.1%) were found to carry R. plasmids which were capable of performing a conjugal transfer. CP resistance was transfered together with the other resistance. Of 41 strains of Klebsiella pneumoniae isolated, 90.2% were resistant to the drugs, alone or in combination thereof. Strains resistant to AP and TC were 63.4%, and 48.8%, respectively. R. plasmids were detected in 78.4% of the drug-resistant strains, and these strains transfered all or a part of their drug resistance pattern. AP and CP resistance were transfered in 100% of AP and CP-resistant strains. Eleven (37.9%) of 29 R. plasmids showed a thermosensitive transfer. Of the 46 strains of Enterobacter spp. isolated, 37(80.4%) were resistant to the drugs tested. A high percentage of resistance was noted for AP(65.2%). All strains resistant to four or more drugs transferred their resistances to Escherichia coli ML 1410, but strains resistant to three or fewer drugs did not transfer the resistances. All of the 15 Proteus strains isolated were resistant to more than two drugs. of them, 6 were quadruple resistance to SM, KM, CP and TC, and 9 were double one to AP and TC. Three (20.0%) of the drug-resistant isolates had R.plasmids conferring AP and TC resistance. GM, OA and NA of the drugs tested were very active to all of 250 Gram-negative enteric bacteria isolated from bovine udder infections.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권5호
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• pp.454-460
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• 1989

자연계로부터 분리한 Gram 음성세균과 함께 유전자 조작기법으로 kanamycin (Km)과 chloramphenicol (Cm)에 대한 내성유전자를 재조합한 균주들에서 그 내성유전자의 전이율을 conjugation 방법으로 몇 가지 상이한 수질환경에서 비교 연구하였다. 자연계로부터 분리한 DK1 균주와 재조합한 DKC601이나 DKH103을 donor로 하고 recipient 및 기타 조건을 같게 했을 때, donor가 가지고 있던 Km$^{${\gamma}$}$ 유전자의 전이율은 자연환경의 하천수에서 보다 실험실 환경의 멸균한 하폐수에서 더 높았고, 실험실 환경에서는 멸균한 하폐수보다 Luria-Bertani (LB) 액체배지에서 휠씬 높았다. 온도를 2$0^{\circ}C$와 3$0^{\circ}C$로 했을 때에는 어느 종류의 균주를 donor로 사용하더라도 전이율에는 큰 차이가 없었으나, 전이가 일어나는 시간은 3$0^{\circ}C$에서 조금 빨랐다. 하천수의 자연환경에서나 실험실이 멸균하폐수에서는 항생제내성유전자의 전이율은 두 가지 종류의 균주 사이에 차이가 거의 없거나 재조합된 균주에서 $10^{-1}$ 정도로 낮다. 그러나 실험실 환경의 LB액체배지에서는 전이가 일어나는데 필요한 반응시간이 재조합된 균주에서 더 길 뿐만 아니라, 전이율에 있어서도 $10^{-3}$ - $10^{-4}$ 정도 낮았다. 그리고 MT1 균주를 recipient로 하고 재조합된 균주인 DKC601과 DKH103을 donor 로 했을 경우에는 donor에 따라 전이율의 차이가 없었으나, DKC601을 donor로 하고 MT1과 MT2을 각각 recipient로 했을 경우에는 recipient에 따라 전이율이 $10^{1}$ - $10^{2}$ 정도 차이가 났다.

• 미생물학회지
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• 제28권3호
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• pp.219-228
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• 1990

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.

• 생명과학회지
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• 제20권1호
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• pp.97-102
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• 2010

식품단백질의 물성과 기능성을 개선시켜 산업적인 가치가 매우 높은 TGase를 생산하는 S. platensis YK-2의 분자 유전학적인 연구를 위해 형질전환방법을 확립하였으며 본 연구를 위해 도입된 방법은 대장균을 plasmid DNA의 공여체로, S. platensis의 포자를 수용체로 사용하는 접합전달법이다. S. platensis를 위한 최적 접합전달조건은 50 mM의 $MgCl_2$를 첨가한 MS배지에 열처리를 하지 않은 포자와 $5{\times}10^7$의 plasmid DNA 공여체인 E. coli를 사용하는 것이다. 또 본 연구를 통해 얻어진 접합전달체의 attB site에 대한 분석을 통해 S. platensis chromosome의 pirin 상동체를 코드하는 ORF내에 attB site가 단일위치로 존재하고 있으며 이미 밝혀진 다른 방선균유래 attB site의 염기서열에 대해 77.8%~96.3%의 상동성을 나타냈다.