We report the isolation of Salmonella enterica serotype Typhimurium phage type DT104 (CCARM 8104) from swine in Korea. The CCARM 8104 isolate was resistant to nalidixic acid and showed reduced susceptibility to quinolones. The CCARM 8104 isolate had a missense mutation, Asp87Asn, in the quinolone resistance-determining region in gyrA and produced PSE-1. The CCARM 8104 isolate carried two different class 1 integrons, and the PSE-1 ${\beta}$-lactamase gene was inserted into a 1,200 bp class 1 integron. The presence of DT104 with pse-1 in an integron located in a plasmid and reduced susceptibility to quinolone in swine pose a significant threat of possible horizontal spread between swine and humans.
To develop a rapid and reliable single-tube-based PCR technique for detection simultaneously the quinolone resistance qnrA, qnrB and qnrS genes. After multiple alignment, primers were designed to detect known qnr variants. I was used for A total of 43 extented-spectrum ${\beta}$-lactamases (ESBLs) producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae isolated from university hospital were tested for screening, as with qnr genes. In optimized conditions, all positive controls confirmed the specificity of the PCR primers. Out of 43 isolates, qnrA genes were detected 19 (44.2%), qnrB genes 5 (11.7%), qnrS genes 15 (34.9%) and 8 (18.6%) isolates were not detected. I report here a fast and reliable technique for rapid screening of qnr positive strains to be used for epidemiological surveys.
Kim, Kwang-Seo;Kim, Jeong Hoon;Kim, Do Yeob;Kim, Hyun Jong;Park, Sang Tae;Kim, Young Min
Molecules and Cells
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v.20
no.3
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pp.392-400
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2005
The genes encoding the DNA gyrase A (GyrA) and B subunits (GyrB) of Methylovorus sp. strain SS1 were cloned and sequenced. gyrA and gyrB coded for proteins of 846 and 799 amino acids with calculated molecular weights of 94,328 and 88,714, respectively, and complemented Escherichia coli gyrA and gyrB temperature sensitive (ts) mutants. To analyze the role of type II topoisomerases in the intrinsic quinolone resistance of methylotrophic bacteria, the sequences of the quinolone resistance-determining regions (QRDRs) in the A subunit of DNA gyrase and the C subunit (ParC) of topoisomerase IV (Topo IV) of Methylovorus sp. strain SS1, Methylobacterium extorquens AM1 NCIB 9133, Methylobacillus sp, strain SK1 DSM 8269, and Methylophilus methylotrophus NCIB 10515 were determined. The deduced amino acid sequences of the QRDRs of the ParCs in the four methylotrophic bacteria were identical to that of E. coli ParC. The sequences of the QRDR in GyrA were also identical to those in E. coli GyrA except for the amino acids at positions 83, 87, or 95. The $Ser^{83}$ to Thr substitution in Methylovorus sp. strain SS1, and the $Ser^{83}$ to Leu and $Asp^{87}$ to Asn substitutions in the three other methylotrophs, agreed well with the minimal inhibitory concentrations of quinolones in the four bacteria, suggesting that these residues play a role in the intrinsic susceptibility of methylotrophic bacteria to quinolones.
Fluoroquinolone (FQ) resistant uropathogenic Escherichia coli (UPEC) have become a major problem in urinary tract infections (UTIs). The purpose of this study was to compare the quinolone resistance-determining region (QRDR) and plasmid mediated quinolone resistance (PMQR) determinants of FQ resistant UPEC between 1989 and 2010-2014. A total of 681 strains of UPEC clinical isolates was collected from Korean healthcare facility in 1989 (123 strains) and in 2010-2014 (558 strains). The minimum inhibitory concentrations (MICs) of FQs were determined by agar dilution method. QRDRs (gyrA, gyrB, parC and parE) and PMQR determinants (qnrA, qnrB, qnrS, aac(6')-Ib-cr and qepA) were analyzed polymerase chain reaction and sequencing method. Among 681 isolates, FQ resistant UPEC were 3 strains (2.4%) in 1989 isolates and 220 strains (39.4%) in 2010-2014 isolates. The rate of the FQ resistant UPEC strains in 2010-2014 isolates was increased than that of in 1989 isolates. UPEC isolates from 1989 and 2010-2014 were shown to carry mutations in gyrA (Ser83 and Asp87), gyrB (Ser464 and Thr469), parC (Ser80 and Glu84) and parE (Glu460, Ser458, Ile464 and Leu445). The most common mutations of QRDRs in 1989 isolates were Ser83Leu and Asp87Gly in gyrA and Ser80Ile in parC (2 strains: 66.7%) while those in 2010-2014 isolates were Ser83Leu and Asp87Asn in gyrA and Ser80Il2 and Glu84Val in parC (88 strains: 40.0%). PMQR determinants were detected only in 2010-2014 UPEC strains (47 strains: 21.4%).
Kim, So Yeon;Kim, Young Chul;Jeong, Seo Kyung;Jun, Lyu Jin;Jin, Ji Woong;Jeong, Hyun Do
Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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v.47
no.3
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pp.247-254
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2014
To investigate the acquisition of quinolone resistance, we examined mutations in the quinolone resistance-determining region (QRDR) of type II topoisomerase genes in ciprofloxacin (CIP)-resistant clinical isolates and in vitro mutants of Streptococcus parauberis. The CIP-resistant clinical isolates had one base change responsible for a Ser-79${\rightarrow}$Thr in the QRDR of parC. However, the CIP-resistant in vitro mutants had an altered QRDR of parC (Ser-79${\rightarrow}$Ile) that differed from that of the isolates. None of the CIP-resistant S. parauberis clinical isolates or in vitro mutants exhibited amino acid changes in gyrA or gyrB. However, even though involvement in the increased resistance was not clear, an Arg-449${\rightarrow}$Ser mutation outside of the QRDR of parE was detected in CIP-resistant mutant 2P1. These results suggest that the topoisomerase IV gene, parC (and possibly parE, as well), is the primary ciprofloxacin target in S. parauberis. Additionally we established a high-resolution melting (HRM) assay capable of detecting the dominant mutation in four type II topoisomerase genes conferring ciprofloxacin resistance. These rapid and reliable assays may provide a convenient method of surveillance for genetic mutations conferring antibiotic resistance.
Lee, Min Hyeok;Hwang, Yeoung Min;Baik, Keun Sik;Cho, Hyun Wook;Seong, Chi Nam
Journal of Life Science
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v.23
no.5
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pp.703-709
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2013
The aim of this study was to investigate the prevalence of Extended-spectrum ${\beta}$-lactamase (ESBL) gene and quinolone resistance determinant (qnr) and the pattern of antibiotic resistance in the ESBL-producing Escherichia coli clinical isolates. The 42 ESBL-producing strains from total 274 isolates were detected using a double disk synergy test. They were isolated from various specimens, such as urine (28 strains), sputum (6 strains), pus (3 strains), wound (2 strains), blood (2 strains), and tissue (1 strain). Using the PCR with the specific primers ESBL, ESBL and qnr gene types were determined. Thirty-five strains possessed one or two ESBL genes. CTX-M-1 type was the most abundant followed by CTX-M-9 type and TEM, but SHV, CTX-M-2, and CTX-M-8 gene types were not detected. qnr gene types were detected from ten isolates in the order of qnrB4, qnrB1, and qnrS. Coexistence of ESBL and qnr genes was found. ESBL-producing isolates showed high resistance against some antibiotics, such as cefotaxmie (80.0%), levofloxacin (82.9%), and ampicillin (100%). Neither a synergy effect from the coexistence of ESBL and qnr genes on antibiotic resistance nor a correlation between the production of qnr gene and quinolone resistance were found.
Salmonella contamination in chicken meat was studied with 100 chicken meat samples purchased from 55 shops located in various regions. A total of 21 isolates of Salmonella enterica were isolated from 21 chicken meat samples from four shops located at open markets, whereas there were none from supermarkets with well-equipped cold systems. Among these, 18 isolates were identified as Salmonella enterica serotype Haardt (S. Haardt) and three isolates were S. enterica serotype Muenchen. When the minimal inhibitory concentrations of the S. Haardt isolates were assayed with the agar dilution method to determine susceptibility to ampicillin, chloramphenicol, sulfisoxazole, tetracycline, and nalidixic acid, all 18 isolates were resistant to tetracycline and nalidixic acid and nine of these were resistant to ampicillin. These isolates showed reduced susceptibility to eight fluoroquinolones including ciprofloxacin, enrofloxacin, levofloxacin, gatifloxacin, gemifloxacin, moxifloxacin, norfloxacin, and ofloxacin. When quinolone resistance determining regions of gyrA and gyrB were sequenced, every isolate had the same missense mutation Ser83$\rightarrow$Tyr (TCC$\rightarrow$+TAC) in gyrA, whereas no mutation was found in gyrB. Pulsed-field gel electrophoresis with XbaI revealed a close relationship among these isolates, suggesting a contamination of raw chicken meat with clonal spread of nalidixic acid-resistant and quinolone-reduced susceptibility S. Haardt in chickens. Results in this study show the importance of a well-equipped cold system and the prudent use of fluoroquinolone in chickens to prevent the occurrence of quinolone-resistant isolates.
Fluoroquinolone (FQ) resistant gram-negative pathogens have emerged worldwide, and the recent increase in FQ resistant Escherichia coli is of great concern in Korea. This study investigated FQ resistance determinants and the epidemiological relationship of 56 ciprofloxacin-resistant E. coli isolated from a tertiary hospital in Daejeon, South Korea from June to December 2018. Molecular epidemiology was investigated by multilocus sequence typing (MLST). Polymerase chain reaction (PCR) and sequence analysis were performed to identify chromosomal mutations in the quinolone resistance determining regions (QRDR) of gyrA, gyrB, parC, and parE and to describe the occurrence of the following plasmid-mediated quinolone resistance (PMQR) genes: aac(6)-Ib-cr, qepA, qnrA, qnrB, qnrC, qnrD, and qnrS. MLST analysis showed 12 sequence types (STs) and the most prevalent ST was ST131 (31/56, 55.4%), followed by ST1193 (13/56, 23.2%), and ST405 (3/56, 5.4%). In 56 ciprofloxacin-resistant E. coli isolates, Ser83→Leu and Asp87→Asn in gyrA and Ser80→Ile and Glu84→Val in parC (51.8%, 29/56) were the most frequent amino acid substitutions and aac(6)-Ib-cr (33.9%, 19/56) was the most common PMQR gene. These results of FQ resistance determinants were more frequently observed in ST131 compared with other clones. Continuous monitoring of the epidemiological characteristics of ciprofloxacin-resistant E. coli isolates and further investigation of FQ resistance determinants are necessary.
Five hundred and seventy clinical strains of Pseudomonas aeruginosa were isolated from August 1993 to August 1994 in Korea and screened for their resistance to ciprofloxacin, norfloxacin, and ofloxacin. Among these, two P. aeruginosa strains (PA150 and PA300) were selected based on their strong resistance (MICs > 50mcg/ml) to all three quinolones. The susceptible strain as well as two resistant strains had proton gradient-dependent efflux system. Efflux system in PA300 showed different specificities to ofloxacin and ciprofloxacin while PA150 had less permeability for ofloxacin. Ofloxacin had a less inhibitory action on DNA synthesis in permeabilized cells of PA150 and PA300 than 1771M. When quinolone resistance determining region (QRDR) in gyrA was sequenced, PA300 had one missense mutation, Asn 116Tyr, which was newly reported in this work. The results showed that PA150 became ofloxacin resistant by reduced ofloxacin accumulation due to the existence of efflux system and low permeability, while resistance of PA300 was due to the efflux system and a mutation in QRDR of gyrA -the target site of quinolone.
Clinical isolates of 8 ofloxacin resistant Staphylococcus auresu (ORSA) were subjected to MIC test, Southern analysis on gyrA locus and nucleotide sequence analysis of 290 bp of gyrA gene (gyrA-290) spanning amino acid 26 to 121 in order to understand the mechanism of quinolone resistance in Staphylococcus aureus. ORSAs showed highlevel resistance against quinolones (8-250 fold increase of MICs) and also significant resistance agianst ${\beta}-lactams$ (2-32 fold increase of MICs). However, ORSs did not show any change in sensitivity agianst vancomycin. Southern analysis of ORSAs with HindIII, PstI and AluI revealed RFLPs on gyrA locus. In order to further analyze the gyrA gene, gyrA-290 was amplified by PCR and cloned to pTZ vector. Subsequent nucleic acid sequence analysis of gyrA-290 demonstrated a point mutation of C to T resulting amino acid change of Ser-84 to Leu-84 in all 8 ORSA strains. The substitution at 84th amino acid of tyrase A might confer one mechanism of high level quinolone resistance in Staphylococcus aureus.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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