유행 발생.

배경: 불꽃마름병(fire blight)은 Erwinia amylovora에 의해 발생하며 전 세계 농업에 중대한 위협이 된다. 항생제 내성 균주가 존재하므로, 파지 치료(phage therapy)와 같은 대안이 필요하다. 파지 치료를 산업적 수준으로 확장하려면 효율적인 대량생산 방법이 요구되며, 특히 종자 배양(seed culture) 과정의 최적화가 중요하다. 본 연구에서는 배지 보충 및 발효기(fermenter) 조건을 최적화하여 대규모 E. amylovora 파지 생산을 조사하였으며, 종자 파지와 병원성 균주의 수를 최소화하여 위험을 줄이고 종자 배양 과정을 개선하는 데 초점을 두었다. 결과: 파지 접종 농도와 배지 보충제를 최적화함으로써 기존 방법과 비교하여 동등하거나 더 높은 파지 수율을 달성하였다. 발효기 규모 생산을 위한 실험실 규모 검증 및 정제를 통해 세균 및 파지 접종 수준을 각각 10⁵ CFU/mL와 10³ PFU/mL로 낮출 수 있었다. 과당(fructose) 및 자당(sucrose) 보충제를 사용했을 때, 숙주 세균 10⁸ CFU/mL 및 파지 10⁷ PFU/mL를 사용하는 기존 방법과 수율이 유사하였다. 발효기에서의 추가 pH 조정은 시험한 모든 파지에서 수율을 16–303% 증가시켰다. 결론: E. amylovora 파지 생산의 최적화와 규모 확장을 성공적으로 수행함을 입증하였으며, 숙주 세포 및 파지 종자(phage seeds)의 사용을 줄인 형태의 산업적 생물공정 가능성을 강조하였다. 전반적으로 주요 생산 인자를 정제함으로써 파지 생산 효율을 향상시키는 견고하고 확장 가능한 방법을 확립하였다.

항생제 내성의 도전에 직면하여, 세균 감염은 전 세계적 위협으로 부상하였다. 세균을 선택적으로 감염시킬 수 있는 바이러스성 존재인 박테리오파지(파지, phages)는 전통적 항생제의 유망한 대안으로서 주목을 받고 있다. 숙주 특이성, 내재적 자기증폭, 항생제와의 잠재적 상승작용 등 그들의 독특한 특성은 박지를 매력적인 후보로 만든다. 박제 공학(phage engineering)은 급부상하는 분야로서, 치료적 잠재력을 향상시키고 적용 범위를 확대하기 위해 박테리오파지를 전략적으로 변형하는 것을 포함한다. CRISPR-Cas 시스템의 통합은 정밀한 유전학적 수정을 가능하게 하며, 그 결과 파지는 기능성 유전자/단백질의 운반체로서 진단, 약물 전달 및 치료를 강화할 수 있다. 박제 공학은 항생제 내성에 대응하고 정밀의료를 변화시킬 가능성을 지니며, 다양한 응용을 진전시킬 것으로 기대된다. 파지의 강력한 치료 잠재력을 강조하면서, 본 리뷰는 세균성 질환에 대응하는 데 있어 파지의 핵심적 역할을 부각하고 항(抗)항생제 시대에서의 중요성을 강조한다.

불인(화상병)은 Erwinia amylovora에 의해 발생하며 장미과(Rosaceae) 작물에 중대한 위협이 되고, 2015년 발병 이후 대한민국에서 상당한 피해를 유발해 왔다. 항생제 및 구리 기반 처치를 포함한 전통적 방제 방법은 한계를 보여, 항생제와 관련된 우려를 해소하면서도 방제 효율을 향상시킬 수 있는 대안의 필요성이 강조된다. 본 연구는 새로운 파지 칵테일인 FireFighter-A의 불인 관리에 대한 효능을 평가하였다. FireFighter-A는 4종의 파지—Fifi318, Fifi451, pEa_27, pEa_47—로 구성되며, E. amylovora 및 E. pyrifoliae에 대한 최근 분리주 전부를 포괄하는 광범위한 숙주 범위를 보였고, 온도, pH, 완충액 등 다양한 조건에서의 높은 안정성도 함께 나타냈다. 아직 성숙하지 않은 사과 과실, 조직배양 기내 뿌리대(tissue culture rootstock plantlets), 순화된 M26 뿌리대 식물체(acclimated M26 rootstock plantlets), 그리고 개화기 꽃(blossoms)에서의 시험 결과, FireFighter-A는 개별 파지보다 우수한 생물학적 방제 효능을 보이며, 상승적(synergistic) 효과를 통해 이를 뒷받침하는 것으로 나타났다. 또한 FireFighter-A는 화상병 증상과 감염률을 유의하게 감소시켰고, 그 성능은 스트렙토마이신과 비교하여 동등하거나 그 이상이었다. 이러한 결과는 FireFighter-A가 불인 방제에 효과적이며 환경 친화적인 대안으로 활용될 수 있음을 지지한다.

상어에서의 두개안면 형태계측은 진화사, 지리적 변이, 성적 이형성, 발달 양상에 관한 핵심적 통찰을 제공한다. 그러나 상어 두개안면 골격은 연약한 연골성 구조이기 때문에 전통적인 표본 준비 과정에서 상당한 어려움이 있으며, 이로 인해 두개골 랜드마크가 손상되고 측정 정확성이 저하되는 경우가 흔하다. 계산단층촬영(CT)은 비침습적 해부학적 관찰의 대안이 될 수 있으나, 상어의 진피 치상(dermal denticles)에 높은 전자 밀도가 존재하여 3차원 체적 렌더링 영상(3DVRI)에서 내부 구조의 명확한 시각화를 방해한다. 본 연구는 상어 두개안면 골격의 CT 영상에서 진피 치상층을 디지털 방식으로 제거하기 위한, 기계학습 기반 인공지능(AI) 솔루션을 제시한다. 우리는 기반 해부학적 구조는 보존하면서 진피 치상층에 해당하는 고강도(High-intensity) 복셀을 선택적으로 제거하는 기하학적 AI 구동 소프트웨어(SKINPEELER)를 개발하였다. 이 접근법을 20마리 상어의 CT 스캔(16 Carcharhinus brachyurus, 2 Alopias vulpinus, 1 Sphyrna lewini, 1 Prionace glauca)으로 평가하였고, AI 구동 소프트웨어를 Digital Imaging and Communications in Medicine(DICOM) 영상 처리에 적용하였다. 처리된 스캔은 정확한 두개안면 계측을 가능하게 하기 위해 골 재구성 알고리즘을 사용하여 재구성하였다. 방법의 정확도는 처리된 3DVRI에서 얻은 계측값을 전통적인 수기 측정값과 비교하여 평가하였다. AI 보조 접근법은 수기 측정 대비 높은 정확도(86.16–98.52%)를 보였다. 또한 급내상관계수(intraclass correlation coefficients, ICC)를 사용하여 재현성과 반복성을 평가한 결과, 높은 재현성(ICC: 0.456–0.998)과 반복성(연산자 1의 경우 ICC: 0.985–1.000, 연산자 2의 경우 ICC: 0.882–0.999)을 확인하였다. 이러한 결과는 3D CT 재구성과 결합한 본 AI 향상 디지털 치상 제거 기법이 상어 두개안면 형태를 연구하기 위한 전통적 표본 준비 방법에 대해 신뢰할 수 있고 비파괴적인 대안을 제공함을 시사한다. 본의 새로운 접근은 표본의 무결성을 보존하면서 계측 정밀도를 향상시키며, 진화 연구, 보전 노력, 해부학적 조사 등 상어 연구의 다양한 분야에 잠재적으로 기여할 수 있다.

유행 발생.

배경: 불꽃마름병(fire blight)은 Erwinia amylovora에 의해 발생하며 전 세계 농업에 중대한 위협이 된다. 항생제 내성 균주가 존재하므로, 파지 치료(phage therapy)와 같은 대안이 필요하다. 파지 치료를 산업적 수준으로 확장하려면 효율적인 대량생산 방법이 요구되며, 특히 종자 배양(seed culture) 과정의 최적화가 중요하다. 본 연구에서는 배지 보충 및 발효기(fermenter) 조건을 최적화하여 대규모 E. amylovora 파지 생산을 조사하였으며, 종자 파지와 병원성 균주의 수를 최소화하여 위험을 줄이고 종자 배양 과정을 개선하는 데 초점을 두었다. 결과: 파지 접종 농도와 배지 보충제를 최적화함으로써 기존 방법과 비교하여 동등하거나 더 높은 파지 수율을 달성하였다. 발효기 규모 생산을 위한 실험실 규모 검증 및 정제를 통해 세균 및 파지 접종 수준을 각각 10⁵ CFU/mL와 10³ PFU/mL로 낮출 수 있었다. 과당(fructose) 및 자당(sucrose) 보충제를 사용했을 때, 숙주 세균 10⁸ CFU/mL 및 파지 10⁷ PFU/mL를 사용하는 기존 방법과 수율이 유사하였다. 발효기에서의 추가 pH 조정은 시험한 모든 파지에서 수율을 16–303% 증가시켰다. 결론: E. amylovora 파지 생산의 최적화와 규모 확장을 성공적으로 수행함을 입증하였으며, 숙주 세포 및 파지 종자(phage seeds)의 사용을 줄인 형태의 산업적 생물공정 가능성을 강조하였다. 전반적으로 주요 생산 인자를 정제함으로써 파지 생산 효율을 향상시키는 견고하고 확장 가능한 방법을 확립하였다.