본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

16S rRNA 및 Internal Transcribed Spacer 염기서열 분석법을 이용한 세균 및 진균 동정

Identification of Bacterial and Fungal Isolates by Sequence Analysis of 16S rRNA and Internal Transcribed Spacer

이경원|박윤희|김창기|노경호|정석훈|용동은|신희봉|염종화
대한임상미생물학회 (Korean Society of Clinical Microbiology)|2010.03|Annals of Clinical Microbiology|제13권 제1호|pp. 34-39

2

조회

0

다운로드

5

인용

0

참고문헌

키워드

16S rRNABacterial identificationInternal transcribed spacerNucleotide sequence

초록

배경: 정확하고 신속한 원인균의 동정은 임상미생물 검사실의 주요 업무이다. 표현형을 이용하는 전통적인 동정법만으로는 드물게 분리되는 균의 동정에 실패하거나 동정에 오랜 시간이 소요되기도 한다. 세균 및 진균의 동정에 분자유전학적 방법을 추가하였던 경험을 보고하고자 한다. 방법: 2004년 11월부터 2007년 5월까지 30개월간 동정 결과의 추가 확인이 필요하였던 60주의 세균과 2005년 9월부터2007년 5월까지 20개월간 동일한 목적으로 수집된 15주의 진균을 대상으로 하였다. 세균은 16S rRNA 부위, 진균은 internal transcribed spacer (ITS) 부위의 유전자 염기서열을 분석하였으며, Genbank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) 및 EMBL (http:// www.ebi.ac.uk/embl/)의 자료와 비교하였다. 결과: 대상 세균은 1군) 전통적인 생화학적 방법과 동정용 키트를 이용하여 세균의 속(genus)은 동정할 수 있었으나, 세균의 종(species) 감별이 어려웠던 23주(38%), 2군) 증식에 오랜 시간이 소요되거나 동정이 까다로워 세균의 속을 밝히기전에 염기서열 분석을 시행한 17주(28%), 3군) 동정 키트 결과의 신뢰도가 낮았던 16주(27%) 및 4군) 동정된 세균명과그 종의 일반적인 감수성 양상이 달랐던 4주(7%)였다. 총 60주 중 58주에서 세균의 종 혹은 속의 동정이 가능하였다. 이 중 38주(63%)는 종까지, 20주(33%)는 속까지 동정할 수 있었다. 총 15주의 진균 중 11주(73%)는 종, 4주(27%)는 속까지 동정할 수 있었다. 결론: 16S rRNA와 ITS 부위를 이용한 분자유전학적 방법은 임상미생물 검사실에서의 세균의 종 및 속 동정에 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다. [대한임상미생물학회지 2010;13:34-39]

Abstract

Background: Accurate and rapid identification of pathogens is one of the most important tasks of the clinical microbiology laboratory, and, in cases of rare pathogens, the identification is difficult and time-consuming upon the use of conventional methods alone. Herein, we will report our molecular work involving the identification of bacteria and fungi. Methods: Sixty bacterial isolates had been collected from November 2004 to May 2007, and 15 fungal isolates had been collected from September 2005 to May 2007. Species identifications were performed using sequence analyses of the 16S rRNA region of bacteria and the internal transcribed spacer (ITS) region of fungi. The data were compared with those of GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) or EMBL (http://www.ebi.ac.uk/embl/). Results: Sixty bacterial isolates included: 23 isolates with genus information (group 1), 17 isolates (group 2) that were too fastidious for genus or species identification,16 isolates (group 3) with results from identification kits having low confidence, and 4 isolates (group 4) with odd antibiograms according to the species. In 58 of 60 isolates, identification of the genus or species could be obtained using molecular genetic methods. Thirty-eight isolates (63%) and 20(33%) of 58 isolates could be identified at the species and genus levels, repectively. Among the total of 15 fungal isolates, 11 (73%) and 4 (27%) isolates were identified at the species and genus levels,respectively. Conclusion: 16S rRNA and ITS sequencing analyses are very useful for identifying the species or genus of a pathogenic microorganism in the clinical microbiology laboratory. (Korean J Clin Microbiol 2010;13:34-39)

참고문헌 (24)

  1. Bosshard PP, "Comparison of conventional and molecular methods for identification of aerobic catalase-negative gram-positive cocci in the clinical laboratory", J Clin Microbiol, 42, pp.2065~2073 (2004)
  2. Walsh TJ, "Infections due to emerging and uncommon medically important fungal pathogens", Clin Microbiol Infect, 10(1), pp.48~66 (2004)
  3. Patel JB, "16S rRNA gene sequencing for bacterial pathogen identification in the clinical laboratory", Mol Diagn, 6, pp.313~321 (2001)
  4. Chong Y, "Diagnostic Microbiology. 3rd ed", pp.105~115 (2000), Seoheung Publishing
  5. Tortoli E, "Impact of genotypic studies on mycobacterial taxonomy:the new mycobacteria of the 1990s", Clin Microbiol Rev, 16, pp.319~354 (2003)
  6. Pace NR, "A molecular view of microbial diversity and the biosphere", Science, 276, pp.734~740 (1997)
  7. Thorne JL, "Estimating the rate of evolution of the rate of molecular evolution", Mol Biol Evol, 15, pp.1647~1657 (1998)
  8. Chen YC, "Identification of medically important yeasts using PCR-based detection of DNA sequence polymorphisms in the internal transcribed spacer 2 region of the rRNA genes", J Clin Microbiol, 38, pp.2302~2310 (2000)
  9. Hinrikson HP, "Assessment of ribosomal large-subunit D1-D2, internal transcribed spacer 1, and internal transcribed spacer 2 regions as targets for molecular identification of medically important Aspergillus species", J Clin Microbiol, 43, pp.2092~2103 (2005)
  10. Li YL, "Rapid identification of yeasts commonly found in positive blood cultures by amplification of the internal transcribed spacer regions 1 and 2", Eur J Clin Microbiol Infect Dis, 22, pp.693~696 (2003)
  11. Massonet C, "Comparison of VITEK 2 with ITS2-fragment length polymorphism analysis for identification of yeast species", J Clin Microbiol, 42, pp.2209~2211 (2004)
  12. Clarridge JE 3rd, "mpact of 16S rRNA gene sequence analysis for identification of bacteria on clinical microbiology and infectious diseases", Clin Microbiol Rev, 17, pp.840~862 (2004)
  13. Bosshard PP, "Ribosomal DNA sequencing for identification of aerobic grampositive rods in the clinical laboratory (an 18-month evaluation)", J Clin Microbiol, 41, pp.4134~4140 (2003)
  14. Clinical and Laboratory Standards Institute, "Interpretitive criteria for identification of bacteria and fungi by DNA target sequeincing;Approved guideline. CLSI document MM18-A" (2008), Clinical and Laboratory Standard Institute
  15. Ciardo DE, "Identification of moulds in the diagnostic laboratory--an algorithm implementing molecular and phenotypic methods", Diagn Microbiol Infect Dis, 59, pp.49~60 (2007)
  16. 손경목, "감염성 심내막염 환자에서 16S rRNA 유전자 염기서열 분석을 통한 Gemella 동정 2예", 대한내과학회지, 70(5), pp.591~596 (2006), 대한내과학회
  17. 윤서영, "분자유전학적 방법으로 확진된 Scedosporium apiospermum 각막염 1예", The Korean Journal of Laboratory Medicine, 28(4), pp.307~311 (2008), 대한진단검사의학회
  18. Loffler FE, "16S rRNA gene-based detection of tetrachloroethene-dechlorinating Desulfuromonas and Dehalococcoides species", Appl Environ Microbiol, 66, pp.1369~1374 (2000)
  19. Ferrer C, "Detection and identification of fungal pathogens by PCR and by ITS2 and 5.8S ribosomal DNA typing in ocular infections", J Clin Microbiol, 39, pp.2873~2879 (2001)
  20. Bosshard PP, "16S rRNA gene sequencing versus the API 20 NE system and the VITEK 2 ID-GNB card for identification of nonfermenting Gram-negative bacteria in the clinical laboratory", J Clin Microbiol, 44, pp.1359~1366 (2006)
  21. La Scola B, "Sequencing of the rpoB gene and flanking spacers for molecular identification of Acinetobacter species", J Clin Microbiol, 44, pp.827~832 (2006)
  22. 신수, "16S Ribosomal RNA, Heat-shock Protein 65 및 RNA Polymerase-Subunit 유전자 염기서열분석을 통한 비결핵 마이코박테리아의 동정", The Korean Journal of Laboratory Medicine, 26(3), pp.153~160 (2006), 대한진단검사의학회
  23. Franco PF, "Amplification and sequence analysis of the full length toxR gene in Vibrio harveyi", J Gen Appl Microbiol, 52, pp.281~287 (2006)
  24. Ferroni A, "Use of 16S rRNA gene sequencing for identification of nonfermenting gram-negative bacilli recovered from patients attending a single cystic fibrosis center", J Clin Microbiol, 40, pp.3793~3797 (2002)

관련 논문AI추천

사례연구: 16S ribosomal RNA 유전자의 초가변영역(V1-V4)을 활용한 미생물 동정 사례문서현, 안현정, 이민지, 이해용, 장미화한국과학수사학회 · 과학수사학회지2021 · 제15권 제2호임상검체에서 분리된 병원성 사상균의 분자생물학적 분석구선회, 권계철, Jang Ho Lee대한임상검사과학회 · 대한임상검사과학회지2020 · 제52권 제3호무산소성 세균 동정을 위한 Vitek 2와 API 20A,16s rRNA 유전자 염기서열 분석법의 비교박건, 강성호, 국중기, 김민정, 김영숙, 문대수, 박균철, 양남웅, 이민정, 이혜수, 장숙진대한임상미생물학회 · Annals of Clinical Microbiology2015 · 제18권 제1호혈액 배양 액체배지에서 세균성 병원균 검출을 위한 16S rDNA PCR의평가박건, 김영숙, 김진희, 문대수, 박영진, 비두루, 신종희, 장숙진대한임상미생물학회 · Annals of Clinical Microbiology2006 · 제9권 제1호16S Ribosomal RNA, Heat-shock Protein 65 및 RNA Polymerase-Subunit 유전자 염기서열분석을 통한 비결핵 마이코박테리아의 동정신수, 김의종, 윤종현대한진단검사의학회 · Annals of Laboratory Medicine2006 · 제26권 제3호Identification of Clinical Mold Isolates by Sequence Analysis of the Internal Transcribed Spacer Region, Ribosomal Large-Subunit D1/D2, and β-Tubulin기창석, 이남용, 이장호, 장자현대한진단검사의학회 · Annals of Laboratory Medicine2012 · 제32권 제2호

이 간행물의 다른 논문 (7건)

메티실린 내성 황색포도알균의 미생물학적 특성이종윤, 김의종pp. 1-6급성 신기능 손상이 합병된 A형 간염의 임상적 특성과 VP1 부위 염기서열 분석천병철, 김정연, 박대원, 윤영경, 심희선, 손장욱, 김민자pp. 7-13한 대학병원에서 폐렴구균 소변항원검사 양성 결과의 분석고은하, 김인숙, 정현주, 맹국영, 김선주pp. 14-18그람 음성 간균에서 16S rRNA Methylase 생성 빈도와 생성 세균의 내성 양상정윤섭, 김창기, 고은미, 이경원, 이혁민, 염종화pp. 19-262006년 서울과 경기지역 4개 병원에서 분리된 Carbapenem 내성 Acinetobacter spp.의 내성 기전과 분자역학임채승, 정윤섭, 염종화, 이창규, 조윤정, 김창기, 이경원, 노경호, 정석훈, 용동은pp. 27-33
원문 보기