The gold standard method for diagnosis of tuberculosis is the isolation of Mycobacterium tuberculosis through culture, but there is a probability of cross-contamination in simultaneous cultures of samples causing false-positives. This can result in delayed treatment of the underlying disease and drug side effects. In this paper, we reviewed studies on false-positive cultures of M. tuberculosis. Rate of occurrence, effective factors, and extent of false-positives were analyzed. Ways to identify and reduce the false-positives and management of them are critical for all laboratories. In most cases, false-positive is occurring in cases with only one positive culture but negative direct smear. The three most crucial factors in this regard are inappropriate technician function, contamination of reagents, and aerosol production. Thus, to reduce false-positives, good laboratory practice, as well as use of whole-genome sequencing or genotyping of all positive culture samples with a robust, extra pure method and rapid response, are essential for minimizing the rate of false-positives. Indeed, molecular approaches and epidemiological surveillance can provide a valuable tool besides culture to identify possible false positives.
Kim, Seokhwan;Kim, Hansol;Kang, Hai-Seong;Kim, Yonghoon;Kim, Migyeong;Kwak, Hyosun;Ryu, Sangryeol
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.30
no.12
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pp.1862-1869
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2020
The spread of plasmid-mediated colistin resistance has posed a serious threat to public health owing to its effects on the emergence of pandrug-resistant bacteria. In this study, we investigated the prevalence and characteristics of mcr-1-positive Escherichia coli isolated from retail meat samples in Korea. In total, 1,205 E. coli strains were isolated from 3,234 retail meat samples in Korea. All E. coli strains were subjected to antimicrobial susceptibility testing and were examined for the presence of mcr-1 gene. All mcr-1-positive E. coli (n = 10, 0.8%) from retail meat were subjected to pulse-field gel electrophoresis (PFGE) and whole-genome sequencing (WGS). The transferability of mcr-1 gene was determined by conjugation assays. The mcr-1-positive strains exhibited diverse clonal types. Our mcr-1 genes were located in plasmids belonged to the IncI2 (n = 1) and IncX4 (n = 8) types, which were reported to be prevalent in Asia and worldwide, respectively. Most mcr-1 genes from mcr-1-positive strains (9/10) were transferable to the recipient strain and the transfer frequencies ranged from 2.4 × 10-3 to 9.8 × 10-6. Our data suggest that the specific types of plasmid may play an important role in spreading plasmid-mediated colistin resistance in Korea. Furthermore, our findings suggest that the retail meat may be an important tool for disseminating plasmid-mediated colistin resistance.
Chang Yeok Moon;Byeong Hee Kang;Woon Ji Kim;Sreeparna Chowdhury;Sehee Kang;Seo Young Shin;Wonho Lee;Hyeon-Seok Lee;Bo-Keun Ha
Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
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2022.10a
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pp.259-259
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2022
Soil salinity is a major factor that reduces crop yields. The amount of soil affected by salinity is about 83 million hectares (FAO 2000), which is increasing due to the effects of climate change. In soybean [Glycine max (L.) Merr.], nutritional properties such as protein, starch, and sucrose content together with biomass and yield tends to reduce due to excessive salt. As a result of QTL mapping using the 169 F2:3 population from the KA-1285 (salt-tolerant) × Daepung (salt-sensitive) in a previous study, two major QTLs (Gm03_39796778 and Gm03_40600088) related to salt tolerance were found on chromosome 3. In this study, the CDS region of the Gmsalt3 gene was analyzed using the ABI 3730x1 DNA Analyzer (Macrogen, Korea). The sequence of Gmsalt3 gene in KA-1285 was compared with Williams 82.a4.vl and PI483463 (Glycine soja). Two transversions were found at exon6 in KA-1285 and PI483463. Currently, whole genome sequencing and variation analysis using the Illumine Novaseq 6000 machine (Illumina, USA) are in progress. The results of this study can provide useful molecular markers for the selection of salt-tolerant soybeans and can be used as basic data for future salt-tolerant gene research.
Yujin Jeong;Sunwoo Lee;Jung Sik Yoo;Dong-Hun Lee; Tatsuya Unno
Korean Journal of Environmental Agriculture
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v.42
no.4
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pp.269-278
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2023
Antibiotics either kill or inhibit the growth of bacteria. However, antibiotic-resistant bacteria are difficult to treat with antibiotics. Infections caused by such bacteria often lead to severe diseases. Antibiotic resistance genes (ARG) can be horizontally transmitted across different bacterial species, necessitating a comprehensive understanding of how ARGs spread across various environments. In this study, we analyzed the plasmid sequences of 33 extended-spectrum beta-lactamases (ESBL) producing Escherichia coli isolated from pigs, farms, and their owners. We conducted an antibiotic susceptibility test (AST) with aztreonam and seven other antibiotics, as well as whole genome sequencing (WGS) of the strains using MinION. Our results demonstrated that the plasmids that did not harbor ARGs were mostly non-conjugative, whereas the plasmids that harbored ARGs were conjugative. The arrangement of these ARGs exhibited a pattern of organization featuring a series of ARG cassettes, some of which were identical across the isolates collected from different sources. Therefore, this study suggests that the sets of ARG cassettes on plasmids were mostly shared between pigs and their owners. Hence, enhanced surveillance of ARG should be implemented in farm environments to proactively mitigate the risk of antibiotic-resistant bacterial infections.
Choi, Hee Ji;Lee, Soo Bin;Kwon, Hye Mi;Choi, Byung-Ok;Chung, Ki Wha
Journal of Life Science
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v.31
no.10
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pp.913-921
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2021
Limb-girdle muscular dystrophy (LGMD) which is characterized by progressive muscle weakening of the hip and shoulder shows both dominant and recessive inheritances with many pathogenic genes including TTN. This study performed to identify genetic causes of a male patient with late onset (45 years old) autosomal recessive LGMD and atrial flutter. By application of the whole exome sequencing, we identified bi-allelic variants of TTN gene in the patient. One allele had a single missense variant of [c.24124G>T (p.V8042F)], while the other allele consisted of three missense variants of [c.29222G>C (p.R9741P) + c.67490A>G (p.H22497R) + c.75376C>T (p.R25126C)]. The p.V8042F allele was transmitted from his mother, while the other haplotype allele was putatively transmitted from his father. His two unaffected sons had only the p.R9741P. These variants have been not reported or rarely reported in the public human genome databases (1,000 Genome, gnomAD, and KRGDB). Most variants were located in the highly conserved immunoglobulin or fibronectin domains and were predicted to be pathogenic by the in silico analyses. The TTN giant protein plays a key role in muscle assembly, force transmission at the Z-line, and maintenance of resting tension in the I-band. In conclusion, we think that these bi-allelic compound heterozygous mutations may play a role as the genetic causes of the LGMD phenotype.
Lee, Hyeonju;Jo, Eunhye;Kim, Jihye;Moon, Keumok;Kim, Min Ji;Shin, Jae-Ho;Cha, Jaeho
Microbiology and Biotechnology Letters
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v.49
no.1
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pp.111-119
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2021
A bacterial strain isolated from a Malva verticillata leaf was identified as Bacillus velezensis MV2 based on the 16S rRNA sequencing results. Complete genome sequencing revealed that B. velezensis MV2 possessed a single 4,191,702-bp contig with 45.57% GC content. Generally, Bacillus spp. are known to produce diverse antimicrobial compounds including bacteriocins, polyketides, and non-ribosomal peptides. Antimicrobial compounds in the B. velezensis MV2 were extracted from culture supernatants using hydrophobic interaction chromatography. The crude extracts showed antimicrobial activity against both gram-positive bacteria and gram-negative bacteria; however, they were more effective against gram-positive bacteria. The extracts also showed antifungal activity against phytopathogenic fungi such as Fusarium fujikuroi and F. graminearum. In time-kill assays, these antimicrobial compounds showed bactericidal activity against Bacillus cereus, used as indicator strain. To predict the type of antimicrobial compounds produced by this strain, we used the antiSMASH algorithm. Forty-seven secondary metabolites were predicted to be synthesized in MV2, and among them, fourteen were identified with a similarity of 80% or more with those previously identified. Based on the antimicrobial properties, the antimicrobial compounds may be nonribosomal peptides or polyketides. These compounds possess the potential to be used as biopesticides in the food and agricultural industry as an alternative to antibiotics.
Ryu, Du-Hwan;Lee, Sang-Won;Mikolaityte, Viktorija;Kim, Yea-Won;Jeong, Haeyoung;Lee, Sang Jun;Lee, Chung-Hak;Lee, Jung-Kee
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.30
no.6
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pp.937-945
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2020
N-acyl-homoserine lactone (AHL)-mediated quorum sensing (QS) plays a major role in development of biofilms, which contribute to rise in infections and biofouling in water-related industries. Interference in QS, called quorum quenching (QQ), has recieved a lot of attention in recent years. Rhodococcus spp. are known to have prominent quorum quenching activity and in previous reports it was suggested that this genus possesses multiple QQ enzymes, but only one gene, qsdA, which encodes an AHL-lactonase belonging to phosphotriesterase family, has been identified. Therefore, we conducted a whole genome sequencing and analysis of Rhodococcus sp. BH4 isolated from a wastewater treatment plant. The sequencing revealed another gene encoding a QQ enzyme (named jydB) that exhibited a high AHL degrading activity. This QQ enzyme had a 46% amino acid sequence similarity with the AHL-lactonase (AidH) of Ochrobactrum sp. T63. HPLC analysis and AHL restoration experiments by acidification revealed that the jydB gene encodes an AHL-lactonase which shares the known characteristics of the α/β hydrolase family. Purified recombinant JydB demonstrated a high hydrolytic activity against various AHLs. Kinetic analysis of JydB revealed a high catalytic efficiency (kcat/KM) against C4-HSL and 3-oxo-C6 HSL, ranging from 1.88 x 106 to 1.45 x 106 M-1 s-1, with distinctly low KM values (0.16-0.24 mM). This study affirms that the AHL degrading activity and biofilm inhibition ability of Rhodococcus sp. BH4 may be due to the presence of multiple quorum quenching enzymes, including two types of AHL-lactonases, in addition to AHL-acylase and oxidoreductase, for which the genes have yet to be described.
Jiwon Choi;Chang Kwon;Jong Won Kim;Myung Jun Chung;Jong Hyun Yoon;Sanghyun Lim
Microbiology and Biotechnology Letters
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v.50
no.3
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pp.395-403
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2022
In this study, we identified that the fermentation of Korean indigenous probiotics and red ginseng produced ginsenoside compound K (CK) from major ginsenosides. Based on whole genome sequencing of 19 probiotics species, β-glucosidase, α-arabinofuranosidase, β-xylosidase, and α-rhamnosidase related to bioconversion of ginsenosides are identified in the genome of 19 species, 3 species, 6 species, and 8 species, respectively. Among the 19 probiotics species, Bifidobacterium longum CBT BG7 converted from ginsenoside Rb1 to CK, and both B. breve CBT BR3 and B. lactis CBT BL3 converted ginsenoside Rb1 to Rd. The final concentration and yield of ginsenoside F2 and CK were higher in the fermentation with the nondisrupted cells than with disrupted cells. The combination of both CBT BG7 and BL3, and CBT BG7 and BR3 showed higher amounts of F2 than CBT BG7 only. CBT BG7 with adding α-amylase increased the amounts of F2. In this study, we identified that the fermentation of both Korean indigenous probiotic bacteria CBT BG7, BR3 and BL3, and red gingseng is able to produce CK, a bioactive compound that promotes health benefits.
Tao Zhang;Zhiying Wang;Yaming Li;Bohan Zhou;Yifan Liu;Jinquan Li;Ruijun Wang;Qi Lv;Chun Li;Yanjun Zhang;Rui Su
Animal Bioscience
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v.37
no.7
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pp.1168-1176
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2024
Objective: As a charismatic species, cashmere goats have rich genetic resources. In the Inner Mongolia Autonomous Region, there are three cashmere goat varieties named and approved by the state. These goats are renowned for their high cashmere production and superior cashmere quality. Therefore, it is vitally important to protect their genetic resources as they will serve as breeding material for developing new varieties in the future. Methods: Three breeds including Inner Mongolia cashmere goats (IMCG), Hanshan White cashmere goats (HS), and Ujimqin white cashmere goats (WZMQ) were studied. IMCG were of three types: Aerbas (AEBS), Erlangshan (ELS), and Alashan (ALS). Nine DNA samples were collected for each population, and they were genomically re-sequenced to obtain high-depth data. The genetic diversity parameters of each population were estimated to determine selection intensity. Principal component analysis, phylogenetic tree construction and genetic differentiation parameter estimation were performed to determine genetic relationships among populations. Results: Samples from the 45 individuals from the five goat populations were sequenced, and 30,601,671 raw single nucleotide polymorphisms (SNPs) obtained. Then, variant calling was conducted using the reference genome, and 17,214,526 SNPs were retained after quality control. Individual sequencing depth of individuals ranged from 21.13× to 46.18×, with an average of 28.5×. In the AEBS, locus polymorphism (79.28) and expected heterozygosity (0.2554) proportions were the lowest, and the homologous consistency ratio (0.1021) and average inbreeding coefficient (0.1348) were the highest, indicating that this population had strong selection intensity. Conversely, ALS and WZMQ selection intensity was relatively low. Genetic distance between HS and the other four populations was relatively high, and genetic exchange existed among the other four populations. Conclusion: The Inner Mongolia cashmere goat (AEBS type) population has a relatively high selection intensity and a low genetic diversity. The IMCG (ALS type) and WZMQ populations had relatively low selection intensity and high genetic diversity. The genetic distance between HS and the other four populations was relatively high, with a moderate degree of differentiation. Overall, these genetic variations provide a solid foundation for resource identification of Inner Mongolia Autonomous Region cashmere goats in the future.
An, Na-Rae;Son, Ju-Hwan;Park, Jong-Eun;Chai, Han-Ha;Jang, Gul-Won;Lim, Dajeong
Journal of Life Science
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v.28
no.11
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pp.1255-1261
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2018
Whole genome analysis have been made possible with the development of DNA sequencing technologies and discovery of many single nucleotide polymorphisms (SNPs). Large number of SNP can be analyzed with SNP chips, since SNPs of human as well as livestock genomes are available. Among the various missing nucleotide imputation programs, Minimac3 software is suggested to be highly accurate, with a simplified workflow and relatively fast. In the present study, we used Minimac3 program to perform genomic missing value substitution 1,226 animals 770K SNP chip and imputing missing SNPs with next generation sequencing data from 311 animals. The accuracy on each chromosome was about 94~96%, and individual sample accuracy was about 92~98%. After imputation of the genotypes, SNPs with R Square ($R^2$) values for three conditions were 0.4, 0.6, and 0.8 and the percentage of SNPs were 91%, 84%, and 70% respectively. The differences in the Minor Allele Frequency gave $R^2$ values corresponding to seven intervals (0, 0.025), (0.025, 0.05), (0.05, 0.1), (0.1, 0.2), (0.2, 0.3). (0.3, 0.4) and (0.4, 0.5) of 64~88%. The total analysis time was about 12 hr. In future SNP chip studies, as the size and complexity of the genomic datasets increase, we expect that genomic imputation using Minimac3 can improve the reliability of chip data for Hanwoo discrimination.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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