Legionella 박테리아는 토양, 연못 및 호수에 널리 분포되어 있으며 에어컨 장비를위한 냉각탑 및 순환 욕조와 같은 인공 환경에도 있습니다 이 박테리아는 에어로졸을 통해 심한 폐렴을 유발할 수 있으므로 감염에 대한 조치를 취하는 것이 중요합니다 Legionella 박테리아의 성장에 적합한 온도는 약 36 ° C라고 생각되지만 최근에는 Legionella 박테리아에서 유래 된 유전자 서열이 저온 위치에서도 검출되었습니다 또한, 바카라 주소 대륙의 Showa Air Base와 기지 주변의 호수에서 레지오넬라 박테리아로부터 미확인 된 다양한 유전자 서열의 검출이보고되었다
이번에는 도쿄 의료 및 치과 대학/토호 대학교와 같은 연구 팀, Nakai Ryosuke, 바카라 커뮤니티 및 Toho University 및 National Polar Research Institute와 같은 연구원은 60 번째 지역의 세탁소에서 Legionella Bacteria를 검색했습니다 그들을 재배했습니다 (그림 1) 배양 된 균주를 자세히 검토 한 후, 우리는 4-25 ° C의 저온 조건에서 자라는 새로운 종임을 발견했습니다 또한, 저온 조건에서도 세포막의 유동성을 증가시킬 수있는 불포화 지방산을 저장하고 자신의 게놈에서 위치를 전달하고 다른 유전자에 영향을 미치는 많은 "이동 유전자"를 갖는 것과 같은 독특한 특징이 밝혀졌다 이러한 특성은 저온에 대한 적응과 관련이있는 것으로 생각됩니다
연구팀은 바카라 주소 대륙과 관련 하여이 새로운 종을 말합니다Legionella Antarctica(Legionella Antarctica) 저온 저항성 레지오넬라 박테리아가 발견 된 것은 이번이 처음입니다
앞으로이 균주를 자세히 조사함으로써 저온 환경에서 Legionella 박테리아의 탐지 및 억제로 이어질 지식을 얻을 수 있기를 바랍니다
이 연구 결과는 미국 과학 저널에서 10 월 21 일 (일본 시간)에 발표되었습니다 "미생물 스펙트럼'로 온라인으로 게시됩니다
그림 1 : 바카라 주소 대륙 호수 바닥 샘플에서 분리 된 Legionella 박테리아
(왼쪽) 한천 매체에서 형성된 회색 흰색 식민지
(오른쪽) amoeba의 기생충 (노란색 화살표는 세포를 나타냅니다)
아론자의 박테리아는 토양, 연못 및 호수에 널리 분포되어 있지만,이 종의 약 절반은 인간에게 병원성 인 것으로 확인되었으며 병원성 종을 함유 한 물 에어로졸을 흡입 할 때 열병 증상 (폰티악) 및 중증 폐소니아 (Legionella 's Disease)가 발생할 수 있습니다 이러한 이유로, 에어컨 장비 및 순환 욕조의 냉각수 공정을 포함하여 다양한 위치에서 인간에 대한 감염을 방지하려는 노력이 이루어지고 있습니다 일반적으로 레지오넬라 박테리아는 따뜻한 조건 (25 ° C ~ 45 ° C)을 선호하는 것으로 생각되며, 저온에서 살지 않는 종은 없습니다 그러나, 최근 몇 년 동안, 레지오넬라 박테리아로부터 유래 된 유전자 서열은 배양에 의존하지 않는 연구 방법을 통해 저온 위치에서도 종종 발견된다는 것이 발견되었다 또한, 최근 바카라 주소 대륙의 Showa Air Base와 기지를 둘러싼 호수에서 물 공급 시설에서 발견 된 많은 미확인 유전자 서열이 발견 된 것으로 밝혀졌다 (참조 1 및 2)
바카라 주소 대륙과 같은 의료 자원이 열악한 외딴 지역에서는 전염병의 발병을 예방하기 위해 엄격한 위생 관리가 필요합니다 이를 위해서는 전염병을 유발할 수있는 병원체의 본질을 이해하는 것이 중요합니다
연구팀은 2018 년 12 월부터 2019 년 1 월부터 2019 년 1 월까지 60 번째 바카라 주소 지역 관찰 팀에서 수집되었습니다바카라 주소 대륙 해안을 따라 호수우리는 Nagaike의 퇴적물을 사용하여 추운 환경에서 살고있는 Legionella 박테리아를 분리하려고 시도했습니다 (그림 2, 참고 1) 결과적으로, 3 개월 동안 저온에서 전 배양에 의해, 우리는 퇴적물에 포함 된 레지오넬라 박테리아를 성공적으로 분리했습니다 분리 된 레지오넬라 균주 (이하 바카라 주소 균주라고 함)의 세포 크기는 폭이 약 03 μm이고 길이는 22 μm였으며 유전자 정보를 사용한 phylotaxonomic 분석에서 이미 알려진 종과 다를 가능성이 있음이 밝혀졌습니다 또한,이 변형이 잘 자라는 온도는 15 ° C ~ 25 ° C의 범위에 있었고 (도 3), 또한 4 ° C 및 10 ° C에서 성장했습니다 이 성장 특성은 약 35 ° C에서 자라는 알려진 종들과는 매우 다르며, 바카라 주소 균주는 레지오넬라 종의 첫 번째 균주가 저온 저항성이라는 것을 발견했습니다 저항의 한 가지 메커니즘은 저온 조건 하에서 세포막의 유동성을 증가시킬 수있는 지방산 (불포화 지방산, 주 2)가 세포 내부에 저장되어 있음이 밝혀졌습니다 이러한 발견은 실제로 미생물을 배양하고 실험함으로써 얻을 수 있습니다 또한 자연 환경의 후보 호스트 인 Amoeba의 기생충도 실험실에서 확인되었습니다 (그림 1)
그림 2 : "Nagaike"(a)와 그 호수 바닥 (b) 바카라 주소 대륙의 Legionella 박테리아 공급원이 분리됩니다
이끼가 탑처럼 자라는 "이끼 승려"의 존재는 호수의 바닥에서 확인되었습니다
그림 3 : 바카라 주소 대륙의 Legionella 박테리아의 온도별 성장 곡선
알려진 Legionella 박테리아보다 낮은 온도에서 더 잘 자랍니다
바카라 주소 대륙의 레지오넬라 박테리아의 특성을 더욱 명확히하기 위해, 우리는 알려진 종에서 소유 한 유전자의 유형과 수와 모든 유전자 정보 (게놈)를 사용하여 이들로부터 추정 된 대사 기능을 비교하려고 시도했다 결과적으로, 바카라 주소 균주의 게놈은 자신의 게놈 편집 또는 수정에 관여 할 수있는 "움직이는 유전자"이다 (모바일 유전자 요인, 참고 3)이 있음이 밝혀졌습니다 이들 유전자는 게놈을 가로 질러 이동하고 다른 유전자를 방해한다 실제로,이 균주이기도 한 특정 이동성 유전자 인자의 사본의 흔적은 게놈 전체에 흩어져 다른 유전자 내에서 삽입을 발견한다 이동성 유전 적 요인은 진화와 환경 적응을 장려하는 요인으로 여겨지므로, 그들의 "움직이는 유전자"가 저온 환경에서 바카라 주소 균주가 성장하고 생존하는 데 필요한 능력을 습득하는 데 중요한 역할을했을 가능성이 있습니다 또한, 저온에서 불포화 지방산을 저장하는 능력에 대해 앞에서 언급 한 바와 같이, 다른 레지오넬라 박테리아의 게놈에서 발견되지 않은 일부 유전자는 바카라 주소 균주에서 지방산의 합성에 관여하는 효소 유전자들 사이에서 발견되었다 이 유전자의 서열은 레지오넬라로부터 체계적으로 먼 박테리아 종의 서열과 매우 유사하므로 다른 박테리아에서 획득 한 것이 가능하다 (수평 유전자 전파, 주 4) 저온에서 생존하기 위해 지방산의 합성에 관여하는지 여부를 확인하기 위해서는 추가 검증이 필요합니다
위에도, 우리는 광범위한 생리 학적, 생화학 적, 화학적 분류 및 분자 체계 분석을 수행했으며, 바카라 주소 대륙 샘플에서 발견 된 균주가 레너 넬라 속의 새로운 종인 것을 발견 했으므로이 새로운 종을 소개하기로 결정했습니다Legionella Antarctica(Legionella Antarctica) 새로운 종은 바카라 주소 대륙의 이름을 따서 명명되었습니다
지금까지 나열된 종의 약 절반은 인간에게 병원성 인 것으로 확인되었으며 의료 자원이 부족한 외딴 지역에서 수술하는 사람들의 감염 위험에주의가 필요합니다 또한 인간 활동을 통해 바카라 주소 대륙으로 가져온 것으로 여겨지는 Legionella 박테리아는 기본 건물 내에 존재하며 Showa 역에서 지속적인 모니터링 및 감염 통제 조치가 필요하다고 생각됩니다 중요하게도, 공공 DNA 서열 데이터베이스의 검색은 또한이 새로운 종과 유사한 속 Legionella에서 파생 된 유전자 서열이 바카라 주소 외부의 다양한 환경에서 널리 분포되어 있으며, 우리의 친숙한 환경은 Legionella의 본거지 일 가능성이 있으며, 이는 저온에서 증식 할 수있는 능력을 가질 수 있습니다 인간의 냉재성 종의 병원성은 여전히 알려져 있지 않지만, 바카라 주소 균주를 추가로 조사 하고이 연구의 배양 방법을 사용하여 다른 저온 환경에서 레지오넬라 박테리아를 분리함으로써 생리학 및 병원성 및 하이저 관리를 이해하는 데 기여할 것으로 기대됩니다
참조 1 : Shimada et al,적용 및 환경 미생물학, vol87, E02247-20, 2021, doi : 101128/aem02247-20;
참조 2 : 국립 극성 연구소 (National Institute of Polar Research) 등의 보도 자료 등https : //wwwnipracjp/info/notice/202102255html
게시 된 잡지 :미생물학 스펙트럼
제목 : 최초의 배양 된 정신병자 대표의 특성Legionella바카라 주소 대륙의 독특한 게놈 구조를 공개
저자 :
Shimada Sho (Toho University School of Medicine, Microbiology and Infectious Diseases / Tokyo Medical and Dental University 대학원 통합 호흡기 병리학과) [공동 리더]
Nakai Ryosuke (바카라 커뮤니티, Biological Process Division) [공동 리드]
Aoki Kotaro (Toho University School of Medicine, Microbiology and Infectious Diseases)
Kudou Sakae (National Polar Research Institute, Biosphere Research Group)
Imura Satoshi (National Polar Research Institute, Biosphere Research Group)
Shimoeda Nobushi (Tochigi Medical Center Tochinoki)
Ono Yoshiichiro (Tokatsu Hospital)
Watanabe Kentaro (National Polar Research Institute)
Miyazaki Yasunari (도쿄 의료 및 치과 대학 의과 대학원 대학원 및 치과 대학의 의학 및 치과 대학원 기관 시스템 관리국)
Ishii Yoshikazu (Toho University School of Medical, Microbiology and Infectious Diseases)
Tateda Kazuhiro (Toho University School of Medical, Microbiology and Infectious Diseases)
doi : 101128/spectrum00424-21
종이 출판 날짜 : 2021 년 10 월 20 일 수요일 (Eastern US Time)
바카라 주소 대륙의 샘플 수집은 60 번째 바카라 주소 지역 관찰 단위 일반 연구 관찰 (AP0924, AP0937)에서 수행되었습니다 또한,이 연구의 일부는 과학 연구, "Postkoch Ecology"(JP19H05683 및 JP19H05679) 및 과학 연구, 영역 연구, 젊은 연구 (JP19K20462)의 과학 보조금 홍보를위한 일본 사회 학회 (JP19H05683 및 JP19H05679)의 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술 부부에 의해 뒷받침되었습니다