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Pseudomonas #
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개요 #

Pseudomonas aeruginosa(녹농균)는 막대 모양의 그람음성균으로 길이는 0.5-1.0µm에서 1~5µm 까지 넓은 분포를 보인다. 포자를 형성하지 않으며, 호기성 환경에 최적화되어 있지만, 혐기성 환경에서도 생존하며 다양한 유기 분자로부터 대사 과정을 통해 에너지를 얻을 수 있다. 토양, 식수, 하수, 분변 등 다양한 환경에서 발견된다. P. aeruginosa는 대표적인 기회성 병원균으로, 건강한 사람에게는 거의 병원성을 나타내지 않지만 , 에이즈, 낭포성 섬유증(cystic fibrosis)과 같은 질병으로 인해 면역력이 떨어진 환자에게는 심각한 병원성을 나타낸다. 특히 P. aeruginosa의 섬모나 편모는 화상이나 상처의 감염에 중요한 역할을 한다. 식물이나 동물의 화상이나 상처 부위에 섬모와 편모가 없는 P. aeruginosa 균주를 노출 시켰을 때 훨씬 감소한 병독성을 나타내는 것이 확인되었다. 이러한 형태적인 변이도 상처 부위에서 박테리아의 생존율을 현저하게 떨어뜨리며 숙주 내 확산도 저하되는 것으로 보인다. P. aeruginosa는 파스퇴르에 의한 멸균 배지의 개발 이후 19세기 말, 처음 발견된 것으로 보이며 1882년 Carle Gessard라는 약사의 "On the blue and green coloration of bandages"라는 제목의 연구에서 최초의 과학적 연구가 진행된 것으로 보인다. 이 연구는 P. aeruginosa의 특수한 색소 침착에 관한 연구 결과를 보여 줬으며, 이후 P. aeruginosa가 수용성 발광 물질을 생산하며 자외선에 노출될 때 푸른 녹색 빛을 발산한다는 점이 밝혀졌다.

생태 #

P. aeruginosa는 다양한 물질을 대사 시킬 수 있는 효소를 가지고 있어 다양한 환경에서 생존할 수 있는 일종의 "유비쿼터스" 미생물로 분류될 수 있다. P. aeruginosa는 따뜻한 환경에서 잘 성장하여, 대표적으로 병원의 내, 외부 하수와 싱크, 그리고 오염된 저수지, 오래된 욕조, 수영장에서 발견되며, 사람이 이러한 환경에 직접 접촉했을 때 피부가 가려움증과 발진을 일으키는 주범으로 보인다. P. aeruginosa는 동물뿐만이 아니라 식물과도 상호 작용을 하는데 대부분의 상호 작용이 식물에 해로운 것으로 알려졌지만 최근에는 식물의 성장에 도움을 주는 P. aeruginosa 균주도 발견되고 있다. P. aeruginosa의 다환방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons)를 분해 할 수 있는 특성이 식물에 가해지는 농약과 같은 여러 가지 화학물질 및 살충제를 분해하여 식물의 생장을 도울 수 있다는 점이 알려지면서 P. aeruginosa의 농업 또는 산업적 활용성에 관한 연구가 진행되고 있다. 또한, P. aeruginosa는 금속, 플라스틱뿐만 아니라 의료용 임플란트 등 다양한 물질의 표면에 부착하여 바이오 필름이라는 일종의 막을 형성하는 특성이 있다. 바이오 필름은 일단 형성되면 제거하기가 어려우며, 따뜻한 호수나 연못에서 수중의 암석이나 자가에서 쉽게 형성되어 많은 수생 생물의 에너지원으로 제공되기도 하며, 수도관 내부에 발생할 때 수도의 막힘과 부식, 오염 등을 일으킬 수도 있다.

유전체 특징 #

P. aeruginosa의 genome 크기는 5.2~7 Mbp이며 GC함량이 65%이다. 세포질에 슈퍼코일 환형 염색체 하나로 존재하며 많은 chromosome-mobilizing plasmid를 가지고 있는데, TEM, OCA, PSE와 같은 플라스미드들은 베타락탐 분해 효소 유전자를 가지고 있어 항생제 내성을 갖는 병원체가 되게 한다. 2000년, Pseudomonas aeruginosa Community Annotation Project (PseudoCAP)에 의하여 6.3Mbp의 Pseudomonas aeruginosa PA01의 유전체 서열이 밝혀 졌는데, 약 5천 5백여 개의 ORF를 포함하고 있는 것으로 밝혀져, 효모균(Saccharomyces cerevisiae) 같은 원시 진핵생물과 유사한 유전적 복잡성을 가지고 있다고 알려졌다.

참고문헌 #

  1. Microbewiki - Pseudomonas aeruginosa

  2. Lederberg, Joshua et al. Pseudomonas. Encyclopedia of Microbiology. Second Edition. Volume 3. San Diego, 2000. p. 876-891.

  3. Costerton, W., and Anwar, H. Pseudomonas aeruginosa: The Microbe and Pathogen. Pseudomonas aeruginosa Infections and Treatment. 1994. p.1-17.

  4. Botzenhardt, K., and Doring, G. Ecology and epidemiology of Pseudomonas aeruginosa. Pseudomonas aeruginosa as an Opportunistic Pathogen. 1993. p. 1-7.

  5. Fick, R. Pseudomonas aeruginosa—the Microbial Hyena and Its Role in Disease: An Introduciton. Pseudomonas aeruginosa: The Opportunist. 1993. p. 1-6.

  6. National Center for Biotechnology Information site

  7. Ramanathan B, Jindal HM, Le CF, Gudimella R, Anwar A, Razali R, et al. (2017) Next generation sequencing reveals the antibiotic resistant variants in the genome of Pseudomonas aeruginosa. PLoS ONE 12(8): e0182524.

  8. Pieper, D., Stadler-Fritzche, K., Scholomann, M., and Knackmuss, H. Metabolism of 2-Chloro-4-Methylphenoxyacetate by Alcaligenes eutrophus JMP 134: Implications for the Degradation of Chloro- and Methyl-Substituted Aromatics via ortho Cleavage. Pseudomonas Molecular Biology and Biotechnology. 1992. p. 268-272.

  9. Johnson, G., and Olsen, R. “Multiple Pathways for Toluene Degradation in Burkholderia sp. Strain JS150.” Applied and Environmental Microbiology. 1997. Volume 63. p. 4047-4052.

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