Inactivation of Mycobacteria by Radicals from Non-Thermal Plasma Je

이채복; 김화중

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이채복 김화중

저널정보: 한국미생물생명공학회 Journal of Microbiology and Biotechnology Journal of Microbiology and Biotechnology 제29권 제9호

발행연도: 2019.1

수록면: 1,401 - 1,411 (11page)

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Mycobacterial cell walls comprise thick and diverse lipids and glycolipids that act as a permeability barrier to antibiotics or other chemical agents. The use of OH radicals from a non-thermal plasma jet (NTPJ) for the inactivation of mycobacteria in aqueous solution was adopted as a novel approach. Addition of water vapor in a nitrogen plasma jet generated OH radicals, which converted to hydrogen peroxide (H2O2) that inactivated non-pathogenic Mycobacterium smegmatis and pathogenic Mycobacterium tuberculosis H37Rv. A stable plasma plume was obtained from a nitrogen plasma jet with 1.91 W of power, killing Escherichia coli and mycobacteria effectively, whereas addition of catalase decreased the effects of the former. Mycobacteria were more resistant than E. coli to NTPJ treatment. Plasma treatment enhanced intracellular ROS production and upregulation of genes related to ROS stress responses (thiolrelated oxidoreductases, such as SseA and DoxX, and ferric uptake regulator furA). Morphological changes of M. smegmatis and M. tuberculosis H37Rv were observed after 5 min treatment with N2+H2O plasma, but not of pre-incubated sample with catalase. This finding indicates that the bactericidal efficacy of NTPJ is related to the toxicity of OH and H2O2 radicals in cells. Therefore, our study suggests that NTPJ treatment may effectively control pulmonary infections caused by M. tuberculosis and nontuberculous mycobacteria (NTM) such as M. avium or M. abscessus in water.

참고문헌 (40)

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Thomson R / 2013 / Isolation of nontuberculous mycobacteria(NTM)from household water and shower aerosols in patients with pulmonary disease caused by NTM / J. Clin. Microbiol 51:3006~3011

Kohanski MA / 2007 / A common mechanism of cellular death induced by bactericidal antibiotics / Cell 130:797~810

Piccaro G / 2014 / Rifampin induces hydroxyl radical formation in Mycobacterium tuberculosis / Antimicrob. Agents Chemother 58:7527~7533

Vilchèze C / 2013 / Mycobacterium tuberculosis is extraordinarily sensitive to killing by a vitamin C-induced Fenton reaction / Nat. Commun 4:1881

Guo J / 2017 / Morphology analysis of Escherichia coli treated with nonthermal plasma / J. Appl. Microbiol 122:87~96

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