• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제59권4호
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• pp.299-304
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• 2016

PCR 산물을 이용한 시퀀싱방법 중 Illumina 플랫폼으로 시퀀싱을 수행하면 100개 이상의 인위적인 시퀀스가 생겨나며, 그러한 인위적으로 형성되는 시퀀스에 의해 Operational taxonomic units를 기반으로 한 미생물생태 변화 및 네트워크 분석에 영향을 미친다. 이러한 문제점이 있음에도 불구하고 분변미생물생태를 분석하는데 Illumina에서 제공하고 있는 시퀀싱을 주된 방법으로 사용하고 있으며, 또한 그러한 시퀀스 기반의 분변미생물 생태분석 결과는 분변샘플상태(i.e., 분변 보관 기간, 분변양, 분변의 신선도)에 따라 상이하게 나타난다. 본 연구에서는 분변샘플의 동결건조가 시퀀스 데이터의 퀄리티를 향상시키는지 관해 조사하였으며, 이를 통해 분변샘플에 동결건조처리는 전체적인 미생물생태구조를 변화시키지는 않지만 인위적으로 형성되었을 가능성이 있는 시퀀스의 수를 감소시키는 것으로 확인되었다. 따라서, 분변으로부터 DNA를 추출하기 이전에 동결건조처리하는 방법을 Illumina 기반의 분변미생물생태분석에 사용하는 것을 권장한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권4호
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• pp.399-405
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• 2021

비만은 우리 건강에 악영향을 미치며, 비만율은 전 세계적으로 증가하고 있어 그에 따라 비만을 예방하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다. 최근, 비만과 장내미생물 간의 상관관계가 많이 보고되고 있다. 장내미생물생태를 조사하기 위한 샘플은 분변 또는 맹장을 선택하고 있는데, 샘플 유형(분변 및 맹장)에 따라 미생물생태 결과에 미치는 영향에 대한 일반적인 이해가 없는 실정이다. 본 연구에서 마우스를 고지방 식이 섭취로 비만을 유발하여 식이 조절에 따른 분변 및 맹장의 장내미생물생태를 비교했다. 일반 식단(ND) 및 고지방 식단(HFD)은 6주령 ICR 마우스가 12주 간 섭취하도록 하였으며, 분변 및 맹장 샘플로부터 추출한 DNA에서 16S rRNA 유전자를 증폭하여 MiSeq으로 시퀀싱했다. 𝛼-diversity 결과는 식이 조절과 샘플 종류에 따라 장내미생물생태가 크게 영향을 받는다는 것을 보여준다. 분변과 맹장의 장내미생물생태의 taxonomic composition의 차이는 Family, Genus 수준에서 명확하게 확인되었다. Genus 수준에서 Faecalibaculum과 Lactobacillus는 맹장과 분변 샘플에서 각각 많은 것으로 나타났다. 일반적으로, 식단의 종류는 식이 조절을 적용한 연구 모델에서 샘플의 출처보다 미생물생태 변화에 더 상당한 영향을 미친다. 그러나, 장내미생물생태 분석 결과는 식단과 샘플의 종류(분변/맹장)를 모두 고려하여 신중하게 해석되어야 한다.

• 미생물학회지
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• 제49권4호
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• pp.415-418
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• 2013

차세대 염기서열 분석(next generation sequencing, NGS) 기술의 발전으로 16S rRNA의 염기서열 분석이 미생물 군집 분석의 주된 방법으로 사용되고 있다. 인간의 건강과 질병에 관여하는 미생물들을 밝혀내기 위한 인간 미생물군집 프로젝트(human microbiome project, HMP)가 최근에 완료되었다. HMP는 세균에 의해 발생하는 여러 질병들의 특성들을 밝혀내었고, 특히 장에 서식하는 세균들에 대해 많은 연구가 수행되었다. 비록 인간의 장내 세균들에 대한 연구는 잘 수행되어왔지만, 다른 가축의 장내 세균에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 가축의 분변 미생물 다양성에 관해 조사하였고, 분변미생물 생태연구의 중요성을 제시 할 것이다. 한국에서의 분변 미생물 군집 프로젝트(fecal microbiome project) 시작을 본 연구논문을 통해 보고하고자 한다.

• 미생물학회지
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• 제36권4호
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• pp.285-291
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• 2000

강진만 수역에서 이화학적 요인과 미생물군집의 변화를 조사하기 위해 영양염류, 수온, 투명도, 염분도, DO, COD 및 종속영양세균, 균류 그리고 분변성 대장균을 계절별로 분석하였다. 분석 결과 조사기간 동안 분변성 대장균군과 종속영양세균의 개체수 변화는 각각 16.1~166.0 CFU/ml 과 $5.0{\times}10^3$~$13.1{\times}10^3$CFU/ml의 범위를 보였다. 또한 이들 세균군집의 정점별 평균값은 다른 정점보다 담수유입 수역인 1번 정점에서 매우 높은 밀도를 보였다. 이화학적 조사와 미생물학적 조사 결과를 고찰했을 때 강진만 생태계는 계절에 따라 2~4개 요인에 의하여 조절되는 것으로 보이며, 주로 담수유입, 영양염류, 염분도 그리고 수온 등에 의하여 영향을 받는 것으로 판단되었다. 이들 결과로 볼 때 강진만의 생태계에서 환경 요인의 영향은 다른 만 (광양만, 진해만, 마산만 등)에 비해 상대적으로 적었던 것으로 사료된다.

• 미생물학회지
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• 제35권1호
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• pp.47-52
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• 1999

세균군집의 분포에 따른 지하수의 세균학적인 안전성을 평가하기 위하여 음용을 목적으로 개발된 4곳의 관정에서 심층피압대수층의 지하수를 채수하여 물리화학적 환경요인, 세균의 분포와 활성, 지표세균의 분포 및 종속영양세균의 종조성을 조사하였다. 조사한 4개의 관정은 모두 빈영양생태계의 특징을 나타냈으나 관정 C-2는 무기이온의 농도, 유기탄소, 종속영양세균의 수 및 활성, 지표세균의 수가 다른 관정에 비해 매우 높았다. C-1을 제외한 모든 관정에서 분변성 오염이 존재하였으며 특히, 관정 C-2는 다른 관정들에 비해 그람양성 세균의 비율이 낮았으며, 총대장균군, 분변성대장균군, fecal streptococcus 가 각각 시료 250ml 에 최고 61, 33, 55 CFU로 존재하여 지표에서 분변성 오염물질이 지하수로 유입되고 있음이 확인되었다. 종속영양세균의 동정결과 55 CFU 로 존재하여 지표에서 분변성 오염물질이 지하수로 유입되고 있음이 확인되었다. 종속영양세균의 동정결과 지하수에 주로 존재하는 세균속은 Acinetobacter, Eikenella, Moraxella, Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus 속이었다. 한편, 지하수에 일반적으로 존재하지 않는 Enterobacteriaceae 그룹과 Staphylococcus 속과 Enterococcus 속이 조사과정에서 검출됨에 따라 이들 세균이 지하수 분변성 오염 판정의 지표세균으로 사용할 수 있음이 확인되었다.

• 한국습지학회지
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• 제17권3호
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• pp.283-292
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• 2015

토양으로부터 방출되는 $CO_2$의 양은 전 지구적 지구 탄소 순환에서 가장 큰 방출 중 하나로 알려져 있다. 특히 토양 내 미생물의 유기물질 분해 과정에 의해 방출되는 이산화탄소의 양은 토양의 탄소 저장량을 장기적으로 결정하는 요인이 되므로 그 양을 정량화 하는 것이 필요하다. 본 연구는 토양에서 고라니의 분변이 $CO_2$ 배출에 미치는 영향을 파악하기 위해 수행하였다. 그리고 고라니의 분변이 토양의 $CO_2$ 배출에 주는 영향과 토지의 이용에 따라 변화하는 $CO_2$ flux를 정량화 하였다. 그 결과 고라니 분변 내 많은 유기물질은 토양 미생물의 활성화에 영향을 주고 그로 인해 토양의 호흡 및 토양 내 물리 화학적인 변화가 발생되어 토양의 유기물 함량이 서로 다르게 나타남을 확인할 수 있었다. 특히 4개 지역의 토양(경작지, 휴경지, 버드나무 군락, 갈대습지)의 C/N ratio와 $CO_2$ flux는 분변의 유무와 통계적으로 매우 유의미한 상관 관계를 나타냈으며(P<0.01), 분변의 영향을 받은 토양의 $CO_2$ flux는 분변의 영향을 받지 않은 토양보다 2-20배 더 높은 것으로 나타났다. 이 연구는 고라니의 분변이 토양에 주는 영향과 야생동물 분변을 이용한 토양 물질 순환 연구를 통해 육상 생태계 및 토양권의 물질 순환과 그 영향의 정도를 정량화 하였다는 점에서 큰 의의가 있는 연구이다.

• 생태와환경
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• 제37권1호통권106호
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• pp.106-111
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• 2004

분변성 대장균(Fecal coliform bacteria)은 미국 버지니아주의 수체에 있어서 주요 오염원 중의 하나이다. 1995년부터 2000년까지의 Polecat creek유역의 4개 측정지점에 대하여 하천수의 분변성대장균 농도를 조사하였다. 조사기간 동안에 측정된 분변성 대장균 농도의 중앙값은 80 cfu/100mL부터 170 cfu/100mL까지 변화하였으며, 기하평균은 81cfu/100mL부터 141 cfu/100mL의 범위를 보였다. Caroline호의 수체에 의한 희석과 침전 등의 영향으로 측정지점 QPB의 분변성 대장균 농도가 주변의 측정지점인 QPD보다 낮게 나타났다. 계절별로는 여름철(6${\sim}$8월)에 비교적 높은 농도를 보인 반면에 겨울철(12${\sim}$82월)에는 상대적으로 분변성 대장균의 농도가 낮게 조사되었다. 이는 여름철 기간동안에 가축과 야생동물들이 하천에서 보내는 시간이 많기 때문에 이들 동물의 분비물이 직접 하천으로 유입되며, 낮은 온도보다는 높은 온도에서 대장균의 생장과 번식이 활발하기 때문이다. 본 연구의 결과로부터 분변성 대장균과 같은 미생물의 조사는 조사목적에 따라 측정시기를 결정하는 것이 측정에 의한 오차를 배제할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 미생물학회지
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• 제51권1호
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• pp.81-85
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• 2015

성장촉진제로 항생제 사용이 금지가 된 이후, 가축들의 사망률이 증가되어 항생제 대체제를 개발해야 하는 것이 시급하다. 그러한 대체제 개발에 새로운 접근 중 하나는 숙주의 신체적 기능에 영향을 준다고 알려진 장내미생물생태를 조절하는 것이다. 하지만 가축의 장내미생물에 대한 이해가 인간과 비교하여 볼 때 많이 부족한 실정이다. 본 연구에서는 돼지장내미생물생태가 지역적 차이가 있음에 대한 기본적인 정보를 제공한다. 돼지 분변샘플은 제주(n=40), 광주(n=28), 해남(n=30) 농가로부터 채취하였으며, MiSeq을 이용하여 16S rRNA V4 지역을 시퀀싱하였다. 또한 Mothur 파이프라인을 이용하여 MiSeq으로부터 얻은 데이터를 처리하였다. 총 5,642,125 reads를 얻었으며, 에러시퀀스들을 제거한 후 최종적으로 3,868,143 reads가 남았다. Phylum 수준의 taxonomic composition 분석에서는 제주 돼지들이 Firmicutes를 가장 많이 포함하고 있었으며, Operational Taxonomic Units 분포분석에서 또한 지역적 차이에 따라 돼지장내미생물생태가 다르다는 것을 확인하였다. Non-metric multidimensional scaling과 Phyla의 풍부함 사이의 상관관계분석에서는 Actinobacter, Verrucomicrobia, Firmicutes, Fibrobacteres이 세 개의 지역에 있는 돼지들의 장내미생물생태 차이를 나타나게 하는 장내 미생물 요소라는 것을 확인하였다. 그러한 가축의 장내미생물생태는 농장에서 사용하는 사료와 사양관리에 의해 많은 영향을 미치는 것으로 생각된다. 본 연구결과는 돼지장내미생물생태가 지역적으로 많은 차이가 있다는 것을 나타내며, 추후에 가축의 장내미생물생태에 관한 연구는 지역적 차이가 있다는 것을 고려하여 설계해야 될 것이다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권4호
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• pp.563-569
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• 2013

본 연구는 흰쥐에서 저분자량(1~3 kDa) 키토올리고당(chitooligosaccharide, COS)이 장내 미생물에 미치는 항균활성과 지질 개선에 관한 용량-반응 효과를 조사하기 위하여 수행되었다. 4주령 된 Sprague-Dawley 수컷 32마리를 1주일 동안 사육 환경에 적응시킨 후 군당 8마리씩 4군으로 나누어서 고지방식이에 키토올리고당을 0%(대조식이), 0.5%, 2%, 5% 수준으로 첨가한 식이를 5주 동안 자유롭게 급여하였다. 실험식이 5주째에 장 통과시간을 측정하였고, 신선한 분변을 취하여 장내 균수를 측정하였으며, 희생 후 혈장 지질, 간 지질, GPT 활성, 분변 지질을 측정하였다. 체중 증가량과 식이섭취량은 COS 5% 첨가군에서 유의하게 낮았다. 분변 중 bifidobacteria, lactobacilli, bacteroides, total anaerobes, total aerobes 수는 대조군, COS 0.5% 첨가군과 COS 2% 첨가군 사이에 차이가 없었으나, COS 5% 첨가군에서는 모두 유의하게 감소하였다. 혈장 총 콜레스테롤, HDL-C 및 LDL-C 농도는 군간 차이가 없었으나, 중성지방 농도는 COS 2% 첨가군과 COS 5% 첨가군에서 유의하게 낮았으며, 키토올리고당의 용량이 높아질수록 낮았다. 간 조직의 중성지방 농도는 COS 5% 첨가군에서 낮았으며, 반면에 분변의 콜레스테롤 및 중성지방 농도는 COS 5% 첨가군에서 높았으나 담즙산은 차이가 없었다. 결론적으로 저분자량(1~3 kDa) 키토올리고당을 5% 첨가한 식이는 흰쥐의 식이섭취량, 체중증가량, 혈장 중성지방을 낮추어 지질 개선효과를 보였고, 분변의 혐기성균 중에 bacteroides의 균수를 크게 감소시켰으며 bifidobacteria와 lactobacilli 균수도 억제함으로써 장 미생물생태 변화를 초래하였다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권1호
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• pp.75-81
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• 2021

최근의 장내 미생물 연구에 따르면 우리의 건강에 대한 장내 미생물의 중요한 역할이 밝혀졌다. 이에 매년 다양한 건강 기능 식품이 개발되고 있다. 기능성 식품의 개발에는 기능성 식품의 유익한 효과를 확인하기위한 in-vivo 실험이 포함되는 경우가 많다. 그 이유로 기능성 식품이 장내 미생물에 미치는 영향을 조사하기 위해서 동물 실험을 자주 수행하고 있는 실정이다. 식품의 유익한 효과는 장내 미생물 생태가 식품에 의해 이동되어 유익한 박테리아의 증가, 잠재적인 병원성 박테리아의 감소 또는 둘 다에 따라 평가 될 수 있다. 동물 실험은 일반적으로 시간이 많이 걸리고 까다롭기 때문에 본 연구팀은 분변 미생물에 대한 in-vitro 연구로 식이 건강상의 이점을 얼마나 잘 반영하는지 조사했다. 본 연구에서는 두 사람의 배설물을 사용하여 15가지 음식이 장내미생물에 주는 영향을 조사했다. 결과는 식단에 따라 다양한 장내 미생물 이동을 보여 주었으며, 이는 일반적으로 알려진 유익한 식단(즉, 김치, 청국장)이 유산균과 비피도 박테리움을 증가 시켰음을 확인했다. 따라서, 우리는 식이 요법의 유익한 효과를 평가하기 위해 체외 분변 미생물균총 분석을 사용할 수 있다고 제안한다. 또한, 이 방법은 더 나아가 개인 맞춤형 식단을 설정하는 데 도움이 될 수 있다고 사료된다.