생물공정실험 결과보고서_P1 Transduction

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문서 내 토픽

• 1. 박테리아의 형질전환

  이번 실험은 kanamycin저항성이 있는 DNA를 가지고 있는 Phage를 통해 bacteria에 저항성 DNA를 Transduction해보고 이를 EBU plate라는 kanamycin이 있는 배지에 배양함으로 transduction이 제대로 실행되었는지 확인하는 실험이었다. 실험 과정 중 여러 시약이 사용 되었는데, 먼저 E. coli 샘플에 Phage를 넣고 P1 salt를 넣어 주었다. 이 시약은 Phage가 bacteria cell 표면에 잘 붙도록 하여 transduction의 효율을 높여주기 위해 사용 되었다.

• 2. Phage의 특성

  Phage캡시드 부분은 마이너스 charge를 보이며 transduction하게될 bacteria표면도 peptidoglycan, 인지질, 당지질에 의해 마이너스 charge를 보이고 있으므로 Phage는 bacteria의 membrane로부터 척력을 받게 되는데 이를 상쇄 시켜주기 위해 P1 salt를 넣어주었다. 여기에는 박테리아 표면의 음전하를 CaCl2와 MgSo4처럼 양 이온을 잘 해리하는 물질을 들이 있어 이로 인해 생긴 양이온으로 박테리아 표면을 중성화 시켜 Phage로 하여금 박테리아 표면에 더 잘 달라붙도록 했다.

• 3. EGTA의 역할

  세포 표면에 존재하는 Phage들은 여러 부착 단백질에 의해 세포 표면에 결 합해 있는데, 이때 EGTA를 첨가해 주면, 세포 표면의 cadherin이 불활성 되어 주변의 Phage들이 떨어져 나가 중복감염을 막아 적당히 infection되어 lysogenic cycle을 영위할 수 있는 E. coli를 만 들 수 있다.

• 4. EBU plate의 원리

  EBU Plate 는 살아있는 cell은 white colony를 보이게 하며 죽어 있는 cell은 Blue colony를 보이게 하는데, 이 러한 현상은 Phage의 cycle과 구성성분인 Evans Blue의 관계로 나타난다고 할 수 있다. 먼저 죽은 cell이 Blue colony를 보이는 이유는 cell death가 일어나며 여러 debris들중 DNA, 단백질들이 외 부로 노출되기 때문이다. EB의 경우 나프탈렌-다이설포네이트의 평면형의 화합물 인데, 이는 DNA 의 염기 사이로 잘 침투하며 단백질의 아민 그룹과 설폰화 반응을 일으킨다는 특징이 있어 죽은 세포들이 내놓는 여러 debris에 결합하여 세포를 staining 하게 되는 것이다.

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• 1. 박테리아의 형질전환

  박테리아의 형질전환은 박테리아가 외부 DNA를 흡수하여 유전적 특성을 변화시키는 과정입니다. 이는 박테리아가 새로운 유전자를 획득하여 항생제 내성이나 병원성 등의 특성을 갖게 되는 중요한 메커니즘입니다. 형질전환은 자연 환경에서 박테리아 간 유전자 전달을 가능하게 하며, 이를 통해 박테리아가 빠르게 적응할 수 있습니다. 또한 실험실에서 유용한 유전자를 박테리아에 도입하는 데에도 활용됩니다. 형질전환 과정은 복잡하지만, 이해하고 활용하는 것은 박테리아 유전체 연구와 응용에 매우 중요합니다.

• 2. Phage의 특성

  박테리오파지(Phage)는 박테리아를 감염하여 증식하는 바이러스입니다. Phage는 다양한 특성을 가지고 있어 생명과학 연구와 응용에 널리 활용됩니다. Phage는 숙주 박테리아의 특성에 따라 용균성(lytic)과 용원성(lysogenic) 생활 주기를 가지며, 이를 통해 박테리아를 선택적으로 제어할 수 있습니다. 또한 Phage는 박테리아의 유전자 전달 매개체로 사용되며, 유전체 분석과 유전자 조작에도 활용됩니다. 최근에는 항생제 내성 박테리아 치료를 위한 Phage 치료법도 주목받고 있습니다. Phage의 다양한 특성을 이해하고 활용하는 것은 생명과학 분야에서 매우 중요합니다.

• 3. EGTA의 역할

  EGTA(Ethylene Glycol Tetraacetic Acid)는 금속 이온 킬레이팅 시약으로, 세포 내외의 칼슘 농도를 조절하는 데 사용됩니다. EGTA는 칼슘 이온과 강하게 결합하여 칼슘 농도를 낮추는 역할을 합니다. 이를 통해 EGTA는 세포 내 신호 전달 경로, 효소 활성, 세포 부착 등 다양한 생물학적 과정을 조절할 수 있습니다. 예를 들어 EGTA는 세포막 투과성 조절, 세포 간 접착 억제, 칼슘 의존성 효소 활성 억제 등에 활용됩니다. 또한 EGTA는 세포 배양, 단백질 정제, 생화학 실험 등 다양한 실험 과정에서 중요한 시약으로 사용됩니다. 따라서 EGTA의 특성과 역할을 이해하는 것은 생명과학 연구에 필수적입니다.

• 4. EBU plate의 원리

  EBU plate는 박테리아 배양에 사용되는 선택배지의 일종으로, 에리스로신(Erythromycin), 바실트라신(Bacitracin), 유산균(Ureaplasma) 선택배지의 약자입니다. EBU plate는 특정 항생제와 유기물을 포함하여 특정 박테리아만 선택적으로 자랄 수 있도록 설계되었습니다. 이를 통해 복잡한 균총 중에서 특정 균주를 분리하고 동정할 수 있습니다. EBU plate의 원리는 항생제와 유기물 성분이 다른 균주의 성장을 억제하여 목표 균주만 선택적으로 자랄 수 있게 하는 것입니다. 이러한 선택배지는 임상 검체 분석, 환경 미생물 연구, 산업 미생물 분리 등 다양한 분야에서 활용됩니다. EBU plate의 원리를 이해하는 것은 미생물 분리 및 동정 실험에 필수적입니다.