서해 표층에서 분리한 Proteobacteria와 Flavobacteria 강 세균에 감염하는 박테리오파아지들의 분리 및 유전체 분석

Title
서해 표층에서 분리한 Proteobacteria와 Flavobacteria 강 세균에 감염하는 박테리오파아지들의 분리 및 유전체 분석
Authors
장하니
Keywords
서해표층에서분리한proteobacteria와flavobacteria강세균에감염하는박테리오파아지들의분리및유전체분석
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
박테리오파아지는 해양환경 내의 모든 곳에서 서식하고, 해양 생태계의 탄소 및 에너지의 순환에 영향을 끼치며, 미생물의 사멸을 조절한다. 최근에 메타게놈 연구를 통해 해양환경 내의 박테리오파아지의 유전적 다양성이 조금씩 밝혀지고 있지만, 순수하게 분리된 해양 박테리오파아지에 대한 연구의 부족으로 말미암아 메타게놈 연구에서 얻어진 결과의 해석 및 박테리오파아지의 생태학적 역할에 대한 이해가 원활하게 이루어지지 못하고 있다. 따라서 해양환경내의 바이러스의 역할에 대한 이해를 증진시키기 위해서는 보다 많은 파아지를 분리하여 유전체를 분석하고 그 특징을 밝힐 필요가 있다. 본 연구에서는 해양환경에서 파아지를 분리하고 이들의 유전정보를 바탕으로 메타게노믹스의 한계를 극복하고자 서해 연안의 표층 해수로부터 박테리오파아지-호스트 시스템을 분리하였다. 일반적인 평판배지 도말 방법으로 약 100개의 세균을 분리하고, 16S rRNA 유전자 정보를 기초로 14개의 숙주 세균을 선정하였다. 선정된 숙주 세균들에 감염하는 파아지를 찾아내기 위해 enrichment culture와 plaque assay를 수행하였고, 그 결과 4개의 세균에 감염하는 7개의 파아지가 순수하게 분리되었다. 16S rRNA 염기서열을 이용한 계통학적 분석을 통해 숙주세균은 Rhodobacteriaceae (IMCC12053), Oceanosirillaceae (IMCC12026), Flavobacteriaceae (IMCC12002, IMCC12024)에 속한다는 것을 알 수 있었다. 제한효소절편다형성(RFLP) 분석을 통해 7개의 파아지 모두 ds DNA를 가지고 있다는 점을 알 수 있었고, 이 중 phage12002L, phage12002S, phage12024L, phage12024S는 투과전자현미경(TEM) 분석 결과 정다면체의 머리와 응축되지 않는 긴 꼬리를 가진 것으로 나타나 Siphoviridae 에 속함을 알 수 있었다. 계통분류학적으로 숙주세균들과 관련된 균주들을 대상으로 파아지들의 숙주특이성에 대해 조사한 결과, 모든 파아지들이 좁은 host range를 가지는 것을 알 수 있었다. Illumina sequencing과 Pyrosequencing 기술을 이용한 유전체 분석을 수행하였고, 그 결과 파아지들이 30 ~ 46kb의 게놈을 가지고 있다는 것을 알 수 있었다. 분리된 파지의 게놈 분석 결과, DNA methylase, helicase, terminase, head & tail structural protein, endolysin, portal protein, endonuclease, thymidylate synthase, ribonucleotide reductase 등을 encoding할 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 7개의 새로운 해양 박테리오파아지들이 분리되고 그 특징과 유전체가 분석되었으며, 이는 해양환경에서 박테리오파지의 역할을 연구하는 데 기여할 수 있을 것으로 생각된다.
Description
Ⅰ. 서론 1 Ⅱ. 재료 및 방법 2 1. 연구지역 및 시료채취 2 2. 평판배양법을 통한 세균의 분리 2 2.1. 분리된 세균의 계통학적 분석 3 2.2 분리된 세균의 생장특성 확인 8 2.3 숙주세균의 성장 곡선 측정 8 3. 박테리오 파아지의 분리 9 3.1 박테리오 파아지 분리를 위한 Enrichment culture 9 3.2 Plaque assay를 이용한 파아지 분리 9 3.3 분리된 파아지의 순수분리 10 3.4 파아지 핵산 추출 및 RFLP 분석 11 4. 분리된 파아지의 특성 분석 14 4.1 투과전자현미경을 이용한 파아지 관찰 14 4.2 숙주와의 공배양 과정에서 나타나는 파아지의 증식특성 분석 15 4.3 분리된 파아지의 숙주특이성 조사 16 4.4. 분리된 파아지들의 유전체 염기서열 결정 16 Ⅲ. 결과 18 1. 배양가능 세균의 분리 18 1.1 평판배양법을 통한 세균의 분리 18 1.2 분리된 세균의 생장특성 확인 18 1.3 숙주세균의 성장 곡선 측정 19 2. 박테리오 파아지의 분리 19 2.1 박테리오 파아지 분리를 위한 변형 된 Plaque assay 19 2.2 박테리오 파아지의 순수분리 19 2.3 파아지 핵산 추출 및 RFLP분석 20 3. 숙주 세균 별 감염하는 박테리오 파아지 특징 26 3.1 IMCC12002에 감염하는 12002L과 12002S 26 3.1.1 투과전자현미경을 이용한 파아지 관찰 26 3.1.2 숙주와의 공배양 과정에서 나타나는 파아지의 증식특성 분석 26 3.1.3 분리된 파아지의 숙주특이성 조사 27 3.2 IMCC12024에 감염하는 12024L과 12024S 32 3.2.1 투과전자현미경을 이용한 파아지 관찰 32 3.2.2 분리된 파아지의 숙주특이성 조사 32 3.2.3 분리된 파아지들의 유전체 염기서열 결정 3
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23411
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College of Natural Science(자연과학대학) > Biological Sciences (생명과학) > Theses(생명과학 석박사 학위논문)
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