http://submit.foodhygiene.or.kr/www/ThesisSearch/index.php?mod=quick&c…

Discrimination of the Food Borne Bacteria by MALDI-TOF MS


MY Ha, EJ Choi, EJ Son, JY Yang, EK Choi, YH In, HS Park, YS Kim
Safe Food, 2016;11(2), 18-27


Abstract
농수축산 분야, 식품의 가공 유통에서의 위생시설 검사, 토양과 수자원의 위생검사 등 다양한 분야에서 국민의 건강과 위생 수준의 향상을 위해 신속 정확한 식중독균 검사법의 필요성이 대두되고 있다. 또한, 발효식품이나 미생물을 이용한 건강기능식품 개발 등과 같은 미생물 산업이 발전함에 따라 정확한 균종의 배양과 분류에 대한 수요가 더욱 증가하고 있다.
미생물을 동정하는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 발현형적 방법(phenotypic method)과 계통분류학적방법(phylogenetic analysis method)이 있다. 식품 미생물을 동정하는 일반적인 방법은 확인하고자 하는 미생물에 적합한 온도와 산소 등이 유지되는 환경에서 균 특이적 선택배지를 사용하여 박테리아를 분리한 후 균의 형태, 운동성, 그램 염색 등과 같은 형태학적인 특성을 파악하고, 혈청학적 성상 등 생화학적 분석에 의해서 최종 확인하는 발현형 검사를 이용한다. 상업적으로 개발된 키트를 이용한 자동 생화학 분석장치를 사용하더라도 최소 3~ 16시간의 분석시간이 소요될 뿐만 아니라 생화학 분석을 위한 배양이 필요하기 때문에 시간과 비용 소모가 많다. 따라서 생화학특성을 활용한 전통적인 검출방법 개발에 대한 연구는 점차 줄어들고, 면역학적 방법이나 분자생물학적 기법을 이용한 식중독균의 신속 검출법 개발이 증가하고 있다. 계통분류학적 방법 중 16S rRNA 유전자 염기서열 분석이 가장 많이 사용되는데, 모든 원핵생물은 이 유전자를 포함하고 돌연변이를 거의 허용하지 않아서 열이 변하지 않는다는 특징을 가지고 있기 때문이다. 그러나 이 방법은 전문적인 기술을 요하고 많은 양의 고순도 DNA와 RNA를 필요로 하기 때문에 일상적인 미생물 확인시험으로는 적당하지 않다.
질량분석법에 의한 미생물 동정은 1975년 Anhalt와 Fenselau에 의해 처음 시도되었고, 박테리아 셀의 단백질을 직접 분석하여 미생물을 구별하는 MALDI-TOF MS 를 기반으로 하는 미생물 동정법은 Claydon, Holland, Krishnamurthy에 의해 구축되었다. 단백질 및 펩타이드 동정에 널리 사용되고 있는 고감도 MALDI-TOF 질량분석기술은 레이저를 이용해 각각의 식중독균을 이루는 독특한 단백질 패턴을 분석하여 각 패턴을 데이터베이스와 비교함으로써 미생물을 구별한다. 추가적인 배양없이 선택배지 상의 콜로니를 직접 분석하고, 시료 전처리가 매우 간단하며 1분 이내로 분석되므로 매우 신속할 뿐 아니라 90% 이상의 정확성을 가지고 있어 진단의학분야에 기(旣) 적용되었다. 또한 약 200여종의 진균 및 박테리아 검사에 있어서는 2013년 미국 FDA 승인을 받아 박테리아 감염여부 진단 및 치료에 활용되고 있다.
따라서 본고에서는 최근 활발하게 평가되고 있는 MALDI-TOF MS를 이용한 새로운 미생물 동정법을 소개하고, 식품 안전을 위하여 일상적으로 검사하는 미생물확인시험에 적용 가능성을 고찰하고자 한다.