전리방사선 및 자외선의 미생물 돌연변이와 DNA 손상에 대한 영향 (Effects of ionizing and ultraviolet radiation on microbial mutation and DNA damage)

서지정보

· 발행기관 : 한국미생물학회
· 수록지 정보 : 미생물학회지 / 53권 / 1호 / 20 ~ 28페이지
· 저자명 : 남지현, 신지혜, 이정윤, 이동훈

초록

감마선, 전자빔 등과 같은 전리방사선과 자외선을 이용하는물리적 멸균방법은 살균 효과와 경제성이 우수하므로 다양한산업분야에서 사용되고 있으나, 미생물의 돌연변이를 유발하는 요인으로 작용할 수 있다. 본 연구에서는 전리방사선 및 자외선의 유전학적 안전성을 평가하기 위해서 Salmonella enterica 와 Escherichia coli 균주에 자외선, 감마선, 전자빔을 조사한후에 생존율, 돌연변이율, DNA 손상 효과를 조사하였다. 자외선, 감마선, 전자빔의 조사선량이 증가함에 따라 시험 균주의생존율이 모두 급격히 감소하였으며, 90% 이상이 사멸되는 조사선량은 각각 0.40~25.06 mJ/cm3 , 0.11~0.22 kGy, 0.14~0.53 kGy 이었다. SOS/umu-test에서는 자외선, 감마선, 전자빔에노출된 모든 시료에서 DNA 손상을 유발하는 유전독성이 확인되었다. Ames test에서는 자외선과 감마선에 노출된 후에 복귀돌연변이율이 각각 3.82 × 10 -4 , 9.84 × 10 -6까지 증가하였다. S.enterica TA100의 사멸율이 99.99% 이상 되는 선량의 자외선, 감마선, 전자빔에서의 복귀 돌연변이율은 각각 자연돌연변이율 대비 347배, 220배, 0.6배 증가하였다. E. coli CSH100 균주를 자외선, 감마선, 전자빔에 노출시킨 뒤에 조사한 리팜피신내성 돌연변이율은 각각 2.46 × 10-6 , 1.66 × 10-6 , 4.12 × 10 -7 이었다. 따라서 사멸효과의 관점에서는 감마선 처리가 미생물제어에 효과적이라 할 수 있으며, 전자빔은 DNA 손상과 세균돌연변이를 적게 유발하며 사멸효과를 얻는 장점이 있다고 생각된다.

영어초록

Physical sterilization methods using ultraviolet radiation andionizing radiation such as gamma ray and electron beam areapplied in various industry fields due to disinfection effects andeconomic efficiency but may also cause microbial mutation. Inthis research, Salmonella enterica and Escherichia coli strainswere treated with ionizing and ultraviolet radiation and theirsurvival rate, mutation rate, and DNA damage were studied toevaluate the genetic safety. The survival rate of the strainsdecreased drastically as the irradiation dose of ultraviolet ray,gamma ray, and electron beam increased, and over 90% of thestrain was exterminated at a dosage of 0.40~25.06 mJ/cm3,0.11~0.22 kGy, 0.14~0.53 kGy respectively. In SOS / umu-test,genotoxicity causing DNA damage was identified in all samples.
In Ames test, back-mutation rate increased to 3.82 × 10-4and9.84 × 10-6respectively when exposed to ultraviolet ray andgamma ray. At exposure to ultraviolet ray, gamma ray, andelectron beam with dosage of over 99.99% extinction rate of S.
enterica TA100, back-mutation rate increased 347 times, 220times, 0.6 times respectively to the spontaneous back-mutationrate. Rifampicin resistance mutation rate of E. coli CSH100exposed to ultraviolet ray, gamma ray, and electron beam was2.46 × 10-6, 1.66 × 10-6, 4.12 × 10-7respectively. Therefore, gammaradiation is effective in microorganism control from the perspectiveof disinfection and electron beam has the advantageof sterilizing with little DNA damage and bacterial mutation.

참고자료

· 없음