다제 내성 대장균에 있어서 Plasmid DNA의 Curing 현상에 관한 연구 = Study of Curing of the Plasmid DNA in the Drug-Resistant Clinical Isolates of Escherichia coli
저자
김원섭 (충북대학교 의과대학 소아과학교실)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
1999
작성언어
Korean
주제어
KDC
510.4
자료형태
학술저널
수록면
29-45(17쪽)
제공처
소장기관
연구 목적: 많은 종류의 박테리아에는 고유의 유전자를 지니는 염색체외에도 플래즈미드(plasmid)라는 유전인자 물질이 광범위하게 존재한다. 이 플래즈미드는 항생제 내성, 살균 물질 생산, 병원성 독소 생산 등의 기능과 관련된 유전인자를 지니고 있으나, 인위적으로 조합된 플래즈미드의 경우는 매우 불안정하다고 알려져 있다. 이에 냉동과 실온을 반복한 뒤 플래즈미드가 소실되는지의 여부와 항생제 내성 발현 여부를 조사하여, 자연적인 curing의 가능성에 대하여 고찰하였다.
재료 및 방법: -70℃에 보관한 균주를 실온에 방치 한 뒤 다시금 -70℃에 보관하는 과정을 3회 이상 반복 시행한 뒤 플래즈미드의 소실 여부를 관찰하였다.
결 과: E. coli 7A에서 추출되었던 플래즈미드는 여러 개의 각기 다른 크기의 compatible plasmid로서 항생제 내성인자가 공통적으로 존재하였을 가능성을 시사해 주었다.
결론: 자연적인 curing현상은 transposon 연구에 이용되기도 하지만 균주에 들어 있는 플래즈미드의 예상치 못한 소실을 초래할 수 있다. 이런 경우는 -70℃에 보관하였던 균주를 계대 배양하지 않고 자주 실온에 녹여 재 사용하는 경우 발생할 수 있는 것으로 보인다. 따라서 이러한 플래즈미드 curing현상을 방지하기 위해서는 high copy-number플래즈미드를 지닌 균주를 장기간 보관할 경우 일단 실온에서 녹인 균주는 반드시 게대 배양하여 새롭게 보관하여야 할 것으로 사료된다. 그리고 내성인자의 보존유무는 전기영동을 통해 직접 플래즈미드를 확인하는 것이 바람직할 것으로 사료된다.
Purpose : Extrachromosomal genetic elements (plasmids) are distributed widespread in both gram-negative and gram-positive bacteria. They provide an important role to the flexibility of the organism's response to changes in environment. The widely studied plasmid-borne characteristics are drug-resistance, production of antimicrobial proteins, toxins, formation of sex pilli, etc.
Plasmids are very fluid in their make-up; the presence of transposons leads to gene rearrangement by the process of transposition. The characteristic feature of plasmids is their instability. The plasmid-borne features are often lost from a population at a higher frequence than would be expected from the normal process of mutation. There are three distinct causes involved; plasmid integrity, partitioning at cell division, and differential growth rates. High-copy number plasmids such as naturally occurring R-factor and genetically engineered plasmids are structurally unstable. Therefore, it is possible for them to be cured naturally.
Materials and Methods : In this study, naturally occurred curing was investigated in the multiple drug-resistant E. coli. These isolates were stored at -70℃ and were taken out to at room temperature. This procedure was repeated more than 3 times. The loss of plasmids was identified in these isolates by gel electrophoresis.
Results : The level of ampicillin resistance in plasmid-cured isolates was lowered as compared to the original level, but was increased more of less after subculture with ampicillin induction. Among these isolates, the plasmid DNA of E. coli 7A was found to show five bands before curing and to be lost after curing on the agarose gel electrophoresis. The size of original bands were 4.0 Mdal, 3.5 Mdal, 3.0 Mdal, 1.4 Mdal, and 0.8 Mdal. The 1.4 Mdal and 0.8 Mdal-sized bands were thought to be identical but other bands were thought to be different ones by analysis of these plasmid bands which had been electroeluted and digested with HindⅢ. These bands might be compatible plasmids with common characteristics.
With these results, it's assumed that the drug-resistant gene element of E. coli 7A may be trandposition-related or may be positioned on the chromosomal DNA. And in order to maintain high copy number plasmid such as recombinant DNA, it seems to be necessary to subculture with continuous antibiotic selective pressure.
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