• 한국환경농학회지
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• 제41권4호
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• pp.335-343
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• 2022

BACKGROUND: Antibiotics used in animal husbandry for disease prevention and treatment have resulted in the rapid progression of antibiotic resistant bacteria which can be introduced into the environment through livestock feces/manure, disseminating antibiotic resistant genes (ARGs). In this study, fecal samples were collected from the livestock farms located in Jeju Island to investigate the relationship between microbial communities and ARGs. METHODS AND RESULTS: Illumina MiSeq sequencing was applied to characterize microbial communities within each fecal sample. Using quantitative PCR (qPCR), ten ARGs encoding tetracycline resistance (tetB, tetM), sulfonamide resistance (sul1, sul2), fluoroquinolone resistance (qnrD, qnrS), fluoroquinolone and aminoglycoside resistance (aac(6')-Ib), beta-lactam resistance (bla_TEM, bla_CTX-M), macrolide resistance (ermC), a class 1 integronsintegrase gene (intI1), and a class 2 integrons-integrase gene (intI2) were quantified. The results showed that Firmicutes and Bacteroidetes were dominant in human, cow, horse, and pig groups, while Firmicutes and Actinobacteria were dominant in chicken group. Among ARGs, tetM was detected with the highest number of copies, followed by sul1 and sul2. Most of the genera belonging to Firmicutes showed positive correlations with ARGs and integron genes. There were 97, 34, 31, 25, and 22 genera in chicken, cow, pig, human, and horse respectively which showed positive correlations with ARGs and integron genes. In network analysis, we identified diversity of microbial communities which correlated with ARGs and integron genes. CONCLUSION(S): In this study, antibiotic resistance patterns in human and livestock fecal samples were identified. The abundance of ARGs and integron genes detected in the samples were associated with the amount of antibiotics commonly used for human and livestocks. We found diverse microbial communities associated with antibiotics resistance genes in different hosts, suggesting that antibiotics resistance can disseminate across environments through various routes. Identifying the routes of ARG dissemination in the environment would be the first step to overcome the challenge of antibiotic resistance in the future.

• 미생물학회지
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• 제51권3호
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• pp.256-262
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• 2015

본 연구는 희소방선균 Saccharopolyspora erythreae receptor gene (SeaR)의 기능을 연구하기 위해 다른 속의 균주인 Streptomyces virginiae에 SeaR 유전자를 도입하였다. S. virginiae의 형질전환은 oriT, attP, $ermEp^{\ast}$과 SeaR 유전자 단편을 가지고 있는 ${\varphi}C31$ 유래의 integration vector인 pEV615 (6.6 kb)를 이용하여 Escherichia coli ET12567/pUZ8002를 DNA 공여체(donor)로 이용한 접합전달법(conjugal transfer)을 사용하여 확립하였다. SeaR 유전자의 삽입 유무는 PCR방법으로 확인하였고, SeaR 유전자의 전사 발현은 RT-PCR방법으로 확인하였다. S. virginiae의 경우, virginiamycins 생산은 wild type (S. virginiae)와 transformants (C1, C3) 모두 최초생산시기가 14시간으로 같았다. $VB-C_6$ 첨가시기에 따른 항생물질 유도능 확인결과 본 배양 4시간에 $VB-C_6$ 첨가 시 wild type과 transformants (C1, C3) 모두 $VB-C_6$에 의한 virginiamycins 생성이 유도되지 않았다. 본배양 6시간, 8시간에 $VB-C_6$ 첨가하였을 시 $VB-C_6$에 의한 virginiamycins 생성이 유도되는 것을 확인하였다. 이 결과는 $VB-C_6$에 의한 유도의 경우 S. virginiae 내의 BarA에 의해 VMs 생산시기가 2-4시간 단축되었다고 사료되나, transformants C1, C3의 경우 $VB-C_6$ 첨가 시 virginiamycins 생산이 억제되는 것은 SeaR이 virginiamycins 생합성 유전자에 결합하여 억제자로 기능 한다고 추정 되었다. 이러한 결과로 인하여 외부에서 도입된 SeaR gene이 virginiamycins 생산에 영향을 주는 것으로 확인되었다.

• 미생물학회지
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• 제51권1호
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• pp.39-47
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• 2015

방선균이 생산하는 이차대사산물은 자기조절인자(${\gamma}$-butyrolactone autoregulator)라고 불리는 저분자의 신호전달물질과 이에 특이적으로 결합하는 autoregulator receptor protein의 상호작용에 의해 조절되는 것으로 알려져 있다. 그러므로 non-host에 autoregulator receptor 혹은 pleiotropic regulator의 발현은 이차대사산물 혹은 새로운 대사화합물의 효율적인 생산을 유도할 것으로 기대된다. 희소방선균 Saccharopolyspora erythreae으로부터 receptor (seaR) 유전자의 기능을 연구하기 위해 다른 속의 균주인 Streptomyces coelicolor A3(2)로 seaR 유전자를 삽입하여 형질전환하였다. S. coelicolor A3(2)의 형질전환은 oriT, attP, $ermEp^*$과 seaR gene 단편을 가지고 있는 ${\Phi}C31$ 유래의 integration vector인 pEV615 (6.6 kb)를 이용하여 Escherichia coli ET12567/pUZ8002를 DNA 공여체로 이용한 접합전달법을 사용하여 확립하였다. seaR 유전자의 삽입 유무는 PCR방법으로 확인하였고, seaR 유전자의 전사 발현은 RT-PCR방법으로 확인하였다. S. coelicolor A3(2)의 경우 표현형 microarray 실험을 통하여 seaR 유전자의 발현에 따른 표현형의 변화를 확인하였다. 특히, 표현형 microarray 실험에 나타난 tetracycline 항생제 기질에 대하여 wild type이 transformant에 비해 빠르게 성장하는 것은 항균제 감수성 검사와 일치하였다. 이는 tetracycline 생합성 유전자 및 내성 유전자의 발현 억제에 따른 변화라고 예상할 수 있으며 이를 위하여 tetracycline 생합성 관련 유전자 및 내성 유전자의 발현 패턴 분석등과 같은 분자 수준에서의 연구가 필요할 것으로 생각된다.