Saccharomyces cerevisiae Dna2 helicase/endonuclease는 진핵세포 DNA 복제과정의 Okazaki fragment processing에서 RNA primer를 제거하는데 필수적인 역할을 한다. Genome-wide scale의 면역침전 실험결과, 기능이 알려져 있지 않은 단백질인 YHR122W가 Dna2 단백질과 상호작용한다고 예측되었다 (1). 본 연구에서는 이를 확인하기 위하여 YHR122W 유전자를 효모에서 과량발현시킨 결과, $dna2\Delta405N$ 돌연변이의 온도감수성 표현형이 억제되는 유전학적 상호작용을 관찰하였다. YHR122W 단백질이 Dna2 단백질과 직접적인 삼호작용을 하는지 확인하기 위하여 YHR122W를 대장균에서 재조합 단백질로 발현시키고 단백질을 정제하였다. Enzyme-linked immunosorbent assay를 통한 분석에서 YHR122W 단백질과 Dna2 단백질 사이의 상호작용을 확인하였다. 뿐만 아니라 YHR122W-Dna2 상호작용은 생리적 염도인 150 mM NaCl농도에서 가장 강한 결합을 보였다. 이러한 유전학적 상호작용과 물리적인 상호작용은 YHR122W가 생체내에서 Dna2의 기능과 밀접한 연관이 있을 가능성을 제시하고 있다.

조류의 효과적인 제어방법 개발의 일환으로 해양암석분말의 효과를 보기위하여 해양암석분말과 곰팡이 배양 상등액을 이용하여 해양조류 제거율을 조사하였다. 편조류인 H. akashiwo와 P.minimum는 해양암석 분말을 30g/1의 농도로 살포한 실험군에서 높은 구제효과를 나타내었고, P. oxalicum (HCLE-34)배양상등액 살포는 5 mg/l 살포군에서도 구제효과를 나타내었다. 혼합 살포군에서도 배양 상등액 단독 살포군에서와 동등한 정도의 구제효과를 나타내었고, 완충용액 (pH 2.8)은 15 mg/l 살포군에서 60분 경과 후 75%의 구제효과를 나타내었으나, 전자현미경적 관찰에서는 암석분말과 배양 상등액 혼합 살포군, 배양 상등액 살포군, 암석분말 살포군 및 완충용액 살포군 순으로 세포의 파괴정도가 관찰되었다. 이러한 결과는 암석분말과 곰팡이 배양상등액이 해양에서 발생되는 편조류의 대발생을 조절할 수 있는 물질로 작용함을 시사한다.

2003년부터 2004년까지 정북지역에서 발생한 설사환자로부터 17주, 돼지로부터 18주 등 총 35주의 Salmonella enterica serovar Typhimurium이 분리되었고, 분리된 균주를 대상으로 항균제 내성양상, class I integron 특성 및 pulse-field gel electrophoresis유형(PFGE 유형; pulsotype)이 조사되었다. 35주 모두가 한가지 이상의 항균제에 내성을 나타내었고, 돼지로부터 분리된 대부분의 균주는 ampicillin, chloramphenicol, streptomycin, sulfamethoxazole/trimethoprime, tetracyclin, nalidixic acid에 내성을 나타내었다. 35주를 대상으로 class I, II 및 III integron gene cassette를 검색한 결과, 설사환자로부터 분리된 17주 중 3주가 dhfrX-orfF-aadA2 integron gene cassette을 보유하였고, 돼지로부터 분리된 18주중 11주가 dhfrX-orfF-aadA2 integron gene cassette를, 1주가 aadA2 integron을 보유하였다. 그러나 35주 모두가 class 2 integron gene cassette와 class 3 integron gene cassette는 보유하지 않은 것으로 나타났다. 35주의 PEGE 유형은 5가지로 분류되었으며, 31주가 pulsotype A로 나머지 4주는 pulsotype B, C, D, E형으로 각각 나뉘어졌다. 이러한 결과로 볼 때 경북지역에서 사람과 돼지에서의 S. enterica serovar Typhimurium에 의한 살모넬라중은 몇 종류 유행주의 전파에 의한 것임을 보여줄다. dhfrX-orfF-aadA2 integron gene cassette를 보유한 13주가 pulsotype A, dhfrX-orfF-aadA2 integron gene cassette을 보유한 1주가 pulsotype B, aadA2 integron을 보유한 1주가 pulsotype E, integron을 보유하고 있지 않은 15주가 pulsotype A로 나타났다.

치아우식중의 원인균 중 하나인 Streptococcus mutans를 종 수준에서 동정할 수 있는 중합효소연쇄반응 프라이머를 개발하기 위하여 본 연구를 시행하였다. 표준균주인 S. mutans ATCC $25175^T$및 본 연구에서 이용된 S. mutans 균주들의 16S rRNA 유전자 핵산염기서열을 바탕으로 S. mutans 종-특이 중합효소연쇄반응 프라이머(ChDC-SmF2와 ChDC-SmR2)를 설계 및 제작하였다. 프라이머의 특이도는 S. mutans 11균주와 구강 내 존재하는 12세 균 종(22균주)을 대상으로 실시하였다. 프라이머의 민감도는표준균주인 S. mutans ATCC $25175^T$의 유전체 DNA를 추출하여 실시하였다. 프라이머의 특이도 실험결과 10균주의 S. mutans 유전체 DNA에서만 종-특이 중합효소 연쇄반응 산물이 증폭되었고, 다른세균종의 유전체 DNA에서는 증폭되지 않았다. 또한 감수성 실험 결과 본 연구에서 사용된 프라이머는 direct PCR에 의해 S. mutans ATCC $25175T\^T$ 유전체 DNA 100 pg까지 검출 할 수 있었다. 또한 27F와 1492R 프라이머로 16S rDNA를 먼저 증폭한 다음, 이 증폭물 10배 회식한 것을 표적으로 해서 nested PCR을 시행한 결과 S. mutans ATCC $25175^T$ 유전체 DNA를 2 fg까지 검출할 수 있었다. 이상의 결과를 종합할 때, ChDC-SmF2와 ChDC-SmR2 프라이머들은 S. mutans 균주 유전체 DNA에 대한 높은 민감도를 가지고 있으며, 종-특이적으로 동정 및 검출하는 데 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

생물학적 질소 제거(Biological nitrogen removal; BNR) 시스템의 효율적인 처리 공정을 이재하기 위하여 질산화 반응조 내 세균 군집 구조를 16S rRNA 유전자의 PCR 및 terminal restriction fragment length polymorphism (T-RELP)방법을 이용하여 분석하였다. 본 연구에서 사용한 BNR 시스템은 국내에서 비교적 많이 적용되고 있는 부상여재를 이용한 고도처리 시스템, Nutrient Removal Laboratory 시스템, 반추기법을 이용한 영양염류 처리 Sequencing Batch Reactor (SBR)시스템이었고, 실험 결과 모든 시료에서 암모니아 산화 세균과 $\beta-proteobacteria$에 해당되는 말단 단편을 확인할 수 있었다. 암모니아 산화세균 군집에서 유래된 말단 단편의 염기서열을 분석한 결과 SBR공정에서는 Nitrosomonas와 Nitrosolobus에 속하는 군집 이 우점종임을 확인할 수 있었다. 그러나 다른 두 공정들에서는 $\beta-proteobacteria$에 속하는 미배양 균주와 Cardococcus australiensis와 염기서열 유사도가 높은 군집이 우점하였다. 또한, 암모니아산화 세균군집을 분석한 결과, SBR 공정이 암모니아 산화세균의 농화 배양에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 결과는 각 BNR 시스템에 동일한 폐수가 유입되었음에도 불구하고 서로 다른 세균 군집 구조를 형성하고 있음을 의미한다.

목재부후균은 리그닌 분해효소로 lignin peroxidase (LIP), Mn-peroxidase (MNP) 및 laccase를 생성하는데 균류에 따라 위의 효소중 하나 혹은 둘 이상의 효소를 분비하거나 전혀 생성하지 않는 균도 있다. 본 실험은 이러한 목재 부후균의 효소생성 양상과 몇 종의 염료화합물 탈색과의 상관관계를 조사하고자 하였다. 조사한 23종 36균주 중 MNP 생성균은 30균주였으며 LIP 혹은 laccase 생성균은 각각 11균주와 12균주였다. 또한 같은 종에서도 효소활성은 다양한 양상을 보여 주었다. 리그닌 분해효소 활성과 비교하여 염료 탈색 정도는 세 효소가 모두 분비되는 백색 부후균의 경우 염료 탈색율이 상대적으로 우수하였고 균주에 따라 차이가 있으나 MNP 활성만을 갖는 균주의 경우, poly R-478 polymeric dye 및 anthron-type dye 인 remazol brilliant blue R염료는 효소 활성도와 다소 유연관계를 보였으며 methylene blue, bromophenol blue및 congo red 염료는 위의 효소들과는 직접적인 관련이 없는 것으로 판단되었으며, 오히려 균사의 생장과 비례하여 탈색율을 나타냈다. LIP, MNP 및 laccase 효소활성이 거의 검출되지 않은 갈색 부후균에서는 bromophenol blue를 제외하고는 염료의 탈색이 10%미만 혹은 전혀 탈색이 되지 앓았다.

우유에 풍부하게 존재하는 유당은 galactose와 포도당의 $\beta(1\rightarrow4)$ glycosidic 결합으로 구성되어 있고, 인간에서 이를 가수분해하는 효소는 lactase, 세균에서는 $\beta-galactosidase$로 알려져 있다. Lactase의 활성이 낮은 사람이 우유를 섭취했을 경우 일시적인 설사를 일으키고 때로는 만성적인 대감의 염증으로 인한 만성설사의 원인이 되기도 한다. 겨울철에 젖소를 사육하는 축사 주변에서 저온에서 생육하는 세균 AS-20을 분리하여 $\beta-galactosidase$ 활성을 갖는 균주를 선별하고 온도별로 분리균의 성장을 조사하였다. 그 결과 대장균이 자라지 못하는 $10^{\circ}C$에서도 분리된 AS-20은 생육이 가능하였고 생육 최적온도는 $30^{\circ}C$이였으며 이 온도에서 세대시간은 60여분 이었다. AS-20의 생화학적 특성을 bioMerieux Vitek Gram negative identification card (GNI+)로 조사한 결과 포도당을 발효, 산화시켰으며 유당, maltose, mannitol, xylose, L-arabinose 등을 이용하여 97% Hafnia alvei, 2% Escherichia coli로 동정되었다. Polymerase chain reaction으로 16S rRNA유전자를 증폭하여 1,426 bp의 염기서열을 결정하여 기존에 보고된 유전자들과의 유사도를 조사한 결과 분리된 균주 AS-20은 Hafnia alvei와 99%의 염기서열상 동성을 보였다. 이러한 결과는 BioMerieux Vitek Gram negative identification card 키트로 동정한 결과와 일치하였다. AS-20을 $10^{\circ}C,\;20^{\circ}C,\;30^{\circ}C$에서 배양하면서 $\beta-galactosidase$ 활성을 조사한 결과 저온인 $10^{\circ}C$와 $20^{\circ}C$에서 배양하였을 때에 배양최적 온도인 $30^{\circ}C$에서 배양했을 때 보다 1.5 배 정도 높은 효소활성을 보여주었으며, $30^{\circ}C$에서 배양된 대장균 보다 6배 이상의 효소활성을 보여 주어 저온조건에서 분리균의 효소생산이 비교적 높은 것으로 판단되었다.

한국 토양에서 방선균주를 분리하고 화학 분류 및 16S rDNA 염기서열을 통하여 Streptomyces 속 균주임을 알아내고 Streptomyces sp. AO-0511로 명명하였다. 이 균주가 생산하는 herbimycin A 및 dihydroherbimycin A의 몇 가지 이화학적 성질과 생물 활성을 측정하였다. 두 물질은 모두 산성 조건에서 안정성을 나타냈으며, dihydroherbimycin A는 herbimycin A에 비해 상대적으로 높은 열 안정성을 지니며 극성 또한 높은 물질로서 TLC 상의 Rf간이 낮았다. Herbimycin A와 dihydroherbimycin A는 모두 Bacillus subtilis ATCC 6633 및 Micrococcus luteus ATCC 9341에 대하여 약한 저해 활성을 나타내었고, 다른 미생물에 대해서는 저해 활성을 나타내지 앓았다. 항암 활성에 있어서 두 물질은 폐암 세포인 AS49세포와 백혈병 세포인 HL-60세포에 대해서 강력한 중식 저해 활성을 나타내었다. L5178Y및 P388세포를 사용하여 세포 독성을 측정하였다. 그 결과 두 물질은 대조 물질인 camptothecin에 비해서 항암 활성을 가지면서도 비교적 안전한 물질임을 알려 주고 있다.

항생제 내성균에 대처 할 수 있는 새로운 항생제의 개발에는 많은 시간과 인력 및 개발비가마 필요하며 새로운 항생제들이 생산되어도 균들은 빠르면 수개월내에 내성을 획득한다. 이 문제의 해결방법의 하나로 전통적으로 감염질환의 치료에 사용되어온 백작약 추출물의 methicillin-resistant Staphylococcus aureus(MRSA)에 대한 항균활성 보유여부를 조사한 결과 백작약의 dichloromethane 추출물이 MRSA에 대하여 높은 항균활성을 나타내어 앞으로 새로운 항균재로서의 개발 및 사용 가능성이 있을 것으로 판단된다.

먹물버섯의 하나인 Coprinellus congregatus를 대상으로 유전자의 도입을 위한 형질전환실험에서 원형질체를 생성하지 않고 분열자 (oidium)를 사용하는 방법을 확립하였다. 분열자는 20일 이상된 CKMM 한천배지에서 생성되며, 이를 밤샘배양으로 발아를 촉진시킨 상태에서 전기천공방법으로 항생물질 basta에 대한 형질전환을 수행한 결과 10-20 형질전환체/${\mu}g$ DNA의 수율로 형질전환체를 확보할 수 있었다. 이 형질전환체들은 도입된 벡터가 염색체 상에 삽입되어 유전적으로 안정된 상태를 유지하였다.

바이러스 조립 과정 기작 연구를 위한 좋은 재료인 박테리오파아지 P2-P4 시스템의 packaging 기작 연구를 위해, 머리 크기 조절 유전자 변이체인 P4 ash8 sid7l의 파아지 입자가 함유하고 있는DNA의 형태를 분식하였다. 파아지 stock을 준비하고 이것의 CsCl부양균등 밀도 편차실험을 수행하여, 밀도가 다른 두개의 입자들로 분리하였다. 각 입자의 DNA를 분리한 후, 전기영동을 통해 함유된 DNA의 형태를 확인하였다. 예상과 달리, 각 입자들은 dimer, trimer 뿐 아니라 monomer도 함유하고 있다는 새로운 사실을 발견하였다.

클로닝된 Bacillus circulans ATCC21367 유래 cellulolytic xylanase 유전자(bglBC2)의 염기서열을 결정 분석하였다. 본 유전자는 1,224 bp의 407개 아미노산을 암호하는 open reading frame (ORF)으로 구성되어 있었으며 염기서열로부터 산출된 유전자의 분자량은 45 kDa으로 효소의 SDS-PAGE로부터 측정된 분자량과 일치하였다. ATG 개시 코돈의 9bp 위쪽에 Shine-Dalgarno (SD) 서열로 추정되는 5'-AAAGGAG-3' 서열이 확인되었고 그 상단에 promoter로 추정되는 -35 서열(TTTACA)과 -10 서열(TATACT)이 위치하고 있었으며, 이는 B. subtilis promoter consensus sequence와 유사하였다. 한편, 이 효소의 아미노산 서열은 이미 보고된 B. circulans KSM-N257의 alkaline $endo-\beta-1,4-glucanase$와는 97%, B. circulans WL-12의 $endo-\beta-1,3-1,4-glucanase$와는 75%, Bacillus sp. KSM-330의 $endo-\beta-1,4-glucanase$ (cellulase)와는 45%의 유사성을 나타내었다. 또한 bglBCS 염기서 열의 정보를 GenBank에 등록하였으며 등록번호는 Ar269256이다.

신정전구세포를 이용한 퇴행성 뇌질환의 세포치료나 유전자치료에서 효율적인 유전자 전달을 목적으로 개량된 아데노바이러스 벡터의 실용 가능성을 쥐의 해마에서 유래된 신정전구세포를 이용하여 조사하였다. 외피단백질을 조작한 개략 아데노바이러스벡터는 분화전과 후의 신정전구세포로 1세대 아데노바이러스 벡터에 비해 6배 정도 유전자를 효율적으로 전달하였다. 또한 바이러스의 감염은 신정전구세포가 신경세포나 신정 아교세포로 분화하는데 영향을 미치는 않았다. 따라서 신정전구세포를 이용한 신정질환의 세포치료나 유전자 치료에서 개량된 아데노바이러스로 유전자를 전달하면 치료의 효율성을 향상시킬 수 있을 것이다.

구름버섯균 KN9522로부터 분리한 Mn-peroxidase 동위효소 CVMP1, CVMP2, CVMP3 및 CVMP5를 코딩하는 게놈유전자를 분리하기 위해 4개의 동위효소 N-말단아미노산서열을 기준으로 제작한degenerate primer들이 사용되었다. 하나를 제외한 3개의 동위효소들은 그에 대응되는 염기서열 900정도 되는 PCR산물 (cmp1, cmp2 및 cmp5)을 얻었다. NCBI의 BLAST 프로그램을 사용하여 PCR산물들의 염기서열을 분석한 결과, cmp1, cmp2 및 cmp5는 구름버섯균 PRL572로부터 분리한 유전자 MPG-I (등록번호 Z30668) 및 PGV-II(등록번호 Z54279)와 유사하였다. cmp1과 cmp2는 MPG-I유전자의 염기서열과 각각 77%및 95%의 상동성을 보였고 cmp5는 PGV-II 염기서열과 88%의 상동성을 보였다. 본 실험을 통하여 저자들은 Mn-peroxidase 동위효소계의 아미노산 서열을 기준으로 제작된 degenerate primer들을 사용하여 게놈 DNA조각을 분리할 수 있었다.