| 초록 |
□ 연구개요 본 과제에서는 해양 어류 병원체 중 국내 질병 발생 넙치 분리 균주인 Edwardsiella piscicida CK41이 포함하고 있는 약제내성플라스미드인 pCK41이 해당 균주의 유전자 조절에 미치는 영향을 살펴보고, 나아가 잔류항생제와 같은 저농도의 환경오염물질에 미생물 노출 시 일어나는 유전자 발현 변화를 생물정보학적 분석을 통해 살피고 이러한 현상이 병원균의 독성 및 숙주에 대한 감수성 변화에 미치는 영향을 살펴 보고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구에서 사용된 E. piscicida CK41 균주는 국내 질병 발생 넙치에서 분리된 균주로 pCK41이라 명명된 약 72 kbp 크기의 약제내성플라스미드를 가지며, 분석 결과 TetR family의 유전자 조절단백질을 코딩하고 있었음. 해당 연구의 초기 주요 연구 목표였던 약제내성플라스미드에 의한 주요병원인자 발현 조절 가능성을 확인하고자 CK41 및 플라스미드 결손 균주인 CK108의 transcriptome 비교분석을 진행하였으나 플라스미드에 의한 뚜렷한 유전자 발현 변화 양상을 확인하지 못함. 연구 수행 2차년도에 연구 목표를 일부 수정하여 저농도 환경오염물질 노출 시 발생될 수 있는 병원균의 유전자 발현 변화 탐색을 목표로 하여 연구를 진행함. CK108 균주를 부억제성 농도의 수계 환경오염물질인 phenol, formalin에 노출시켜 transcriptome 분석을 진행하였으며, 그 결과 주요 병원성 인자인 T6SS, motility-related genes의 발현이 변화함을 관찰함. 해당 결과를 바탕으로 환경오염물질 노출에 의해 주요 병원성 인자 발현이 조절되어 병원균의 독성 변화가 나타날 수 있을것이라 가정함. 이를 바탕으로 CK108을 부억제성 농도의 erythromycin에 노출하여 biofilm형성 증가 및 세포주 실험과 동물실험을 통해 숙주에 대한 독성 증가를 확임하였음. 추가로 수계 환경 오염물질이 어류 숙주에 미치는 영향을 살펴보고자 기생충제거제가 어란의 발생과 부화 및 성체에서 스트레스 영향을 확인함. 또한, 국내자생송사리를 이용하여 양식업에 주로 이용되는 항생제를 저농도로 만성 노출 시 장내미생물 불균형이 유발됨을 확임하고, 스트레스 및 면역관련 유전자 발현 변화를 관찰하기 위해 분석 중에 있음. 추가로 다양한 환경오염물질이 다양한 미생물에 미치는 직접적인 영향을 관찰하기 위해 CK108을 미세플라스틱에 노출 시켜 실험을 진행 중이며, 저농도 농약 노출 시 식물병원균에 발생되는 현상을 조사 중임. 해당 추가 연구는 금년도 연구책임자가 수주한 우수신진연구 과제에서 이어갈 예정임. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구에서는 수계 유입 환경오염물질 특히 수요 수질오염물질인 phenol, formalin과 잔류항생제가 미생물 및 어류 숙주에 미치는 영향 조사함. 생물의 생장에 영향을 미치지 않는 저농도의 부억제성 농도에 노출 되더라도 유전자의 발현 특히, 주요 병원성 인자들의 발현이 조절되고 이로 인해 병원균의 독성이 변화되어 숙주 감수성이 증가될 수 있음을 확인함. 해당 연구 결과는 양식업에서 이용되는 다양한 항생제 및 기생충제거제, 기타 환경 유입 물질들이 병원균의 유전자 발현 조절을 야기하여 어류 숙주에 질병 발병률을 증가시켜 더 큰 피해를 유발할 수도 있음을 시사하는 연구 결과호 사료됨. 이를 통해 환경오염물질 및 항생제 사용 규제 시 증거자료로 이용할 수 있는 기반 데이터를 제공할 수 있을 것으로 사료됨. 추가적으로 환경오염물질의 종류와 이를 받아들이는 미생물 및 숙주의 종류에 따라 나타나는 현상이 다양함을 확인하여 우수신진연구 과제에서 해당 연구를 이어나가고 있음. 본 연구과제를 통해 해당분야에 다양한 인재를 배출하였으며, 특히 기업 연구소와 석·박사과정 진학자들을 경우 해당 연구의 전문성을 가지고 추후 인수공통감염 세균 및 항생제 내성균 제어를 위한 국가 차원의 문제를 해결할 연구인력으로 성장할 것으로 사료됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
