• 제목/요약/키워드: Bacteria fungi

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최근 반추위 미생물 군집의 응용기술을 이용한 사료효율 개선연구 (Recent Application Technologies of Rumen Microbiome Is the Key to Enhance Feed Fermentation)

  • 이스람 마푸줄;이상석
    • 생명과학회지
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    • 제28권10호
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    • pp.1244-1253
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    • 2018
  • 반추위 속에는 박테리아, 고세균, 프로토조아, 곰팡이 및 바이러스와 같은 다양한 미생물들이 편성의 혐기조건에서 공생하고 있다. 사료의 발효에 중요한 역할을 하고 있는 반추위 미생물은 위내 발효과정에서 에너지 손실에 영향을 주는 메탄의 발생을 제외하면 에너지와 단백질 대사에 필수적인 다양한 휘발성 지방산을 생산한다. 반추위내 미생물의 이용효율을 개선시키기 위해 사료배합비조절, 천연사료첨가제, 생균제첨가 등의 다양한 접근방법들이 사용되고 있다. 최근에 반추위 군집에 대한 메타유전체 또는 메타전사체와 같은 차세대 유전체 해독기술 또는 차세대 시퀀싱 기술의 적용으로 반추위 미생물의 다양성 및 기능에 대한 이해가 크게 증가하였다. 특히 메타단백질체와 메타대사체는 반추위 생태계의 복잡한 미생물네트워크에 대한 더 깊은 통찰력을 제공할 뿐만 아니라, 다양한 반추가축용 사료에 대한 반응을 제공함으로서 생산효율을 개선시키는데 기여하였다. 본 논문에서는 반추위내 사료의 발효와 이용을 향상시키기 위한 메타오믹스 기술, 즉, 메타유전체, 메타전사체, 메타단백질체 및 메타대사체의 최신 응용기술을 요약하고자 한다.

Bacterial and fungal community composition across the soil depth profiles in a fallow field

  • Ko, Daegeun;Yoo, Gayoung;Yun, Seong-Taek;Jun, Seong-Chun;Chung, Haegeun
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제41권9호
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    • pp.271-280
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    • 2017
  • Background: Soil microorganisms play key roles in nutrient cycling and are distributed throughout the soil profile. Currently, there is little information about the characteristics of the microbial communities along the soil depth because most studies focus on microorganisms inhabiting the soil surface. To better understand the functions and composition of microbial communities and the biogeochemical factors that shape them at different soil depths, we analyzed microbial activities and bacterial and fungal community composition in soils up to a 120 cm depth at a fallow field located in central Korea. To examine the vertical difference of microbial activities and community composition, ${\beta}$-1,4-glucosidase, cellobiohydrolase, ${\beta}$-1,4-xylosidase, ${\beta}$-1,4-N-acetylglucosaminidase, and acid phosphatase activities were analyzed and barcoded pyrosequencing of 16S rRNA genes (bacteria) and internal transcribed spacer region (fungi) was conducted. Results: The activity of all the soil enzymes analyzed, along with soil C concentration, declined with soil depth. For example, acid phosphatase activity was $125.9({\pm}5.7({\pm}1SE))$, $30.9({\pm}0.9)$, $15.7({\pm}0.6)$, $6.7({\pm}0.9)$, and $3.3({\pm}0.3)nmol\;g^{-1}\;h^{-1}$ at 0-15, 15-30, 30-60, 60-90, and 90-120 cm soil depths, respectively. Among the bacterial groups, the abundance of Proteobacteria (38.5, 23.2, 23.3, 26.1, and 17.5% at 0-15, 15-30, 30-60, 60-90, and 90-120 cm soil depths, respectively) and Firmicutes (12.8, 11.3, 8.6, 4.3, and 0.4% at 0-15, 15-30, 30-60, 60-90, and 90-120 cm soil depths, respectively) decreased with soil depth. On the other hand, the abundance of Ascomycota (51.2, 48.6, 65.7, 46.1, and 45.7% at 15, 30, 60, 90, and 120 cm depths, respectively), a dominant fungal group at this site, showed no clear trend along the soil profile. Conclusions: Our results show that soil C availability can determine soil enzyme activity at different soil depths and that bacterial communities have a clear trend along the soil depth at this study site. These metagenomics studies, along with other studies on microbial functions, are expected to enhance our understanding on the complexity of soil microbial communities and their relationship with biogeochemical factors.

Thiosemicarbazones의 몇 가지 코팔트(II) 및 니켈(II) 착물에 대한 합성, 항박테리아 및 항균 활성 (Synthesis, Antibacterial and Antifungal Activities of Some Cobalt(II) and Nickel(II) Complexes of Thiosemicarbazones)

  • Prasad, Surendra;Agarwal, Ram K.
    • 대한화학회지
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    • 제55권2호
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    • pp.189-198
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    • 2011
  • 두 가지 새로운 thiosemicarbazone으로, 예를 들면, 4[N-(4'-ethylbenzalidene)amino]antipyrine thiosemicarbazone(EBAAPTS) 및 4[N-(2',4'-dimethylbenzalidene)amino]antipyrine thiosemicarbazone(DMBAAPTS)를 합성하여 그 특성을 규명하였다. 이들 thiosemicarbazone(EBAAPTS 및 DMBAAPTS)의 코발트(II) 및 니켈(II)에 대한 착물화 특성을 조사하였다. EBAAPTS 및 DMBAAPTS와 코발트(II) 및 니켈(II) 염과의 반응을 뜨거운 에탄올 용액에서 수행한 결과, 일반적 조성으로 [$MX_2(L)H_2O$] (M=$Co^{2+}$ 또는 $Ni^{2+}$; X=$Cl^-$, $Br^-$, $NO_3^-$, $NCS^-$ 또는 $CH_3COO^-$; L=EBAAPTS 또는 DMBAAPTS)을 갖는 새로운 착물의 형성을 확인하였다. 새롭게 합성한 이들 착물에 대해 원소분석, 분자량, 몰전도도, 자기수자율, 적외선 및 자외선 분광학 등의 방법으로 특성을 규명하였다. 니트로벤젠 용액에서 이들 착물의 몰전도도를 측정한 결과, 비전해질 성질을 가짐을 알았다. 또한, 모든 착물은 높은-스핀 형태였다. 분광학적 연구로부터 [$MX_2(L)H_2O$] 형의 코발트(II) 및 니켈(II) 착물은 팔면체의 기하구조를 갖는 것으로 확인되었다. 이들 착물을 이용하여 항박테리아 및 항균 활성을 여러 종류의 병원균, 세균 및 박테리아에 대해 조사하여 생물학적 활성을 고찰하였다.

감마선 조사에 의한 가금용 사료의 살균 (Decontamination of Poultry Feeds by Gamma Irradiation)

  • 변명우;조한옥;이재원;권중호;김영배
    • 한국식품과학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.403-408
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    • 1987
  • 간접식품으로서 4종의 양계용 배합사료의 미생물 오염정도와 방사선조사에 의한 살균효과 및 화학성분의 변화를 조사한 결과는 다음과 같다. 4종의 양계용 배합사료의 총 세균의 오염은 $10^5{\sim}10^6g$ 범위였으며 7 kGy의 방사선조사로서 거의 완전 살균 되었고, 대장균 및 장내 병원성 세균도 전 시료에서 $1.2{\times}10^4{\sim}1.7{\times}10^5/g$$4.0{\times}10{\sim}2.6{\times}10^3/g$ 검출되었으며 이들은 방사선감수성이 높아 $3{\sim}5kGy$ 조사로서 완전 사멸되었다. 곰팡이의 오염은 $10^2{\sim}10^4/g$ 정도로서 이들의 대부분은 내삼투압성 곰팡이었으며 $5{\sim}10kGy$의 조사로서 검출한게 이하로 사멸되었다. 또한 분리된 곰팡이의 대부분이 Aspergillus 속이었으며, 분리된 11종의 곰팡이중 Aspergillus flavus group을 포함한 6여종이 잠재적으로 독소를 생성하는 균이었다. 화학성분의 변화에 있어서 일반성분 및 무기질 함량은 방사선조사의 영향이 없었으나 TBA가는 다소 증가하였으며, 아미노산 함량은 조사선량의 증가에 따라 약간의 감소를 나타냈다. 이러한 결과는 동물사료에 $5{\sim}10kGy$ 정도의 방사선 조사로서 화학적성분에 큰 영향을 주지않고 유해 미생물을 충분히 사멸시킬 수 있어 간접식품으로서 사료의 위생적 생산과 장기 안전저장을 가져올 수 있을 것으로 생각된다.

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곤충유래 항균 펩티드의 의약학적 적용 (Pharmaco-medical Application of Antimicrobial Peptides Derived from Insect)

  • 이준하;김인우;김미애;윤은영;황재삼
    • 생명과학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.737-748
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    • 2016
  • 현재까지 곤충 항균 펩티드는 1980년에 세크로피아나방(Hyalophora cecropia) 번데기의 혈림프로부터 세크로핀(cecropin)이 처음으로 정제된 이후로 150개 이상의 펩티드가 분리되어 특성들이 보고되어 왔다. 그러므로 곤충은 항균 펩티드 선발을 위한 좋은 재료로서 고려되어 왔다. 곤충 항균 펩티드는 분자량이 작으며 양전하를 띠고 다양한 길이와 서열 및 구조를 갖는 양친매성의 특징을 갖는다. 곤충 항균 펩티드는 박테리아, 진균, 기생충, 그리고 바이러스와 같은 병원체들의 침입에 대항하여 곤충의 선천성 면역체계에서 중요한 역할을 수행한다. 대부분의 곤충 항균 펩티드들은 상처가 나거나 면역화 시 지방체와 다른 특정 조직들에서 유도 합성된다. 이어서 그 항균 펩티드들은 미생물들에 대항하여 작용하기 위해 혈림프로 분비되어 나온다. 이들 펩티드들은 항암활성을 포함하여 다양한 미생물들에 대해 광범위한 항균활성을 나타낸다. 곤충 항균 펩티드는 구조 및 서열상의 특징들에 기초하여 크게 4개의 패밀리로 나누어질 수 있다. 다시 말해서 α-나선형 펩티드, 시스테인-풍부 펩티드, 프롤린-풍부 펩티드, 그리고 글리신-풍부 펩티드/단백질이 그것이다. 예를 들면, 세크로핀, 곤충 디펜신(defensin), 프롤린-풍부 펩티드, 그리고 아타신(attacin)이 일반적인 곤충 항균 펩티드들인데, 글로베린(gloverin)과 모리신(moricin)은 나비목 종들에서만 확인되어 왔다. 본 총설에서는 곤충의 항균 펩티드들에 초점을 맞추어 곤충 항균 펩티드들의 적용 가능성 및 방향과 함께 현재의 지식들과 최근의 진전된 사항들에 대하여 논의하고자 한다.

발효한약의 최근 연구 동향 - 안전성과 유효성 기반 (Research Trends of Fermented Medicinal Herbs - Based on Their Clinical Efficacy and Safety Assessment)

  • 최윤경;설재욱;박슬기;유선녕;김상헌;이문수;안순철;신미숙
    • 생명과학회지
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    • 제22권12호
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    • pp.1729-1739
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    • 2012
  • 발효 한약의 안전성과 유효성을 평가하기 위하여 CNKI, PubMed, 국내 한의학 저널에서 2000년부터 2011년까지 이루어진 관련 연구를 검색하였다. 발효 한약에 대한 유효성을 검증하기 위한 11개의 무작위 대조군 임상 연구로 국내에서는 면역 기능과 심혈관 기능에 대한 연구가 있었고, 중국에서는 만성 천표성 위염을 비롯한 각종 질환에 대한 임상 연구가 이루어졌다. 그 외의 국가에서는 식도암이나 국소 면역 반응에 대하여 검증하였다. 결과, 발효 한약은 특정 질환에 있어 명백한 효과를 보이고 있으며 부작용 또한 발견되지 않았다. 따라서 발효 한약에 대한 지속적인 관심과 연구가 필요할 것으로 사료된다.

서해 아암도 갯벌토양 미생물의 개체군 분석 및 RAPD 분석에 의한 방선균의 생태학적 연구 (Studies on Microbial Ecology of Actinomycetes in Tideland Soils.)

  • 조영주;김정한;전은수;이상미;박동진;이재찬;이향범;김창진
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.79-85
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    • 2002
  • 갯벌 토양 내에 존재하는 방선균, 세균, 곰팡이의 다양성 및 개체군 분석을 위해 토양 깊이(지표, 지하 10 cm, 지하 20 cm, 지하 30 cm)와 염농도 (균분리 배지상에 바닷물, 1.5% NaCl, 5% NaCl을 첨가함)에 따른 생태학적 특성을 분석하였다. 방선균으로서는 총 175 균주를 분리할 수 있었고 이를 대상으로 RAPD-PCR 방법을 이용하여 군집분석을 하였다. 방선균의 경우 깊이 10 cm에서 가장 많은 개체수를 보였으며 NaCl이나 바닷물이 포함되지 않은 HVagar 배지에서 가장 많은 수의 균주들이 나타났고, 토양깊이에 따른 다양성의 경우 지표에서 29균주, 지하 10 cm에서 74 균주, 지하 20 cm에서 39 균주, 지하 30 cm에서 37 균주가 분리됨으로써 지하 10 cm 이내에서 다양한 방선균이 존재함을 알 수 있었다. 방선균 군집분석을 한 결과 15개의 cluster로 나눌 수 있었으며, Promicromonospora citrea, Microtetraspora angiospora, Kineosporia aurantiaca, Sebekia benithana, Kibdelosporangium aridum과 동일한 cluster에 속하는 균주들이 많았고, 그 외에 다양한 균주들이 존재함을 알 수 있었다. 곰팡이의 경우 지표면의 토양을 바닷물이 함유된 배지에서 배양했을 때 가장 많은 수가 나타났고, 세균의 경우도 지표면의 토양을 염이 첨가되지 않은 nutrient agar 배지로 배양하였을 때 가장 많은 세균을 분리할 수 있었다. 이러한 결과는 갯벌토양에서는 표층 및 지하 10 cm 이내에서 가장 다양하고 많은 수의 미생물이 존재하고 있음을 나타낸다고 하겠다.

프레닐 페놀계 항생제인 4-O-methyl-ascochlorin에 의한 호중구 세포사멸의 유도 (Induction of Spontaneous Neutrophil Apoptosis by 4-O-Methyl-Ascochlorin, A Prenyl Phenol Compound)

  • 손동훈;이선영;이민정;박주인;홍영습;이용환;장영채;곽종영
    • 생명과학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.30-36
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    • 2006
  • 호중구의 세포사멸은 자연적으로 일어나지만 여러 외부자극에 의한 신호의 전달에 의하여 증가하거나 지연된다. 본 연구에서는 항암, 항생제로 개발된 프레닐 페놀계인 ascochlorin의 유도체 중에서 백혈구 암의 세포사멸을 유도하는 4-O-methyl-ascochlorin (MAC)이 호중구의 자연 세포사멸 및 지연되는 세포사멸에 어떠한 영향을 미치는가와 그 작용기작을 연구하였다. 호중구의 세포사멸은 사람 말초 혈액으로부터 분리하여 세포 배양 시간에 따라 형태 변화, annexin-V/propidium iodide의 염색, 및 DNA 전기영동 등으로 조사하였다. MAC는 농도 및 시간 의존 형으로 호중구의 세포사멸을 증가시켰다. 그러나 granulocyte macrophage-colony stimulating factor나 lipopolysaccharide 등에 의한 세포사멸의 지연은 MAC에 의하여 부분적으로 억제되었다. MAC에 의한 세포사멸의 유도는 pancaspase, caspase-8 및 caspase-3 억제제인 zVAD-fmk. zIETD-fmk, 및 zDEVD-fmk에 의하여 억제되었으며 procaspase-8과 procaspase-3의 단백질 양도 MAC로 처리한 호중구에서 현저히 감소하였다. 미토콘드리아 막 투과성은 MAC에 의하여 현저히 감소하였으나 zVAD-fmk에 의하여 완전히 봉쇄되지 못하였다. 이들 결과 들은 MAC에 의한 호중구 세포사멸의 증가는 caspase-8 및 caspase-3의 활성을 통하여 일어나지만 미토콘드리아의 막성분에는 영향이 없다는 것을 제시하고 있다.

천연보존제로서 한국산 무 및 종자 단백질의 생화학적 특성 : 항유전독성 및 세포독성에 미치는 영향 (The Biochemical Properties of Korean radish (Raphanus sativus L.) and Its Seed Protein as a Natural Preservative : The Influences on Antigenotoxicity and Cytotoxicity)

  • 최윤혁;황철원
    • 생명과학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.561-565
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    • 2005
  • 본 연구는 한국산 무 및 그 종자단백질을 추출 및 분리하여 3T3 세포주에 대해 항유전독성과 세포독성에 미치는 영향과 항균활성을 검토하였다. 3T3 세포주에 직접발암원인 $100{\mu}g/ml$ MNNG를 $10{\mu}l$씩 투여한 후 10mg/ml의 무추출물(RJ)과 1mg/ml의 종자단백질(RSP)을 $10{\mu}l$씩 투여하였을 때, 각각 $43\%$$30\%$의 항유전독성을 보였다. 또한 lactose dehydrogenase (LDH) 정량 분석을 이용하여, 3T3 세포주에 대한 다양한 농도의 RJ 및 RSP를 투여한 후 세포독성을 관찰 한 결과 세포독성은 관찰되지 않았다. 한편 이미 오염된 화장품에 대해 10 mg/ml 의 RJ와 1mg/ml의 RSP를 투여하였을 때, 세균성오염화장품 시료(C1)에 대해서 RSP가 $85\%$의 항균활성을 보였으며 진균성오염화장품 시료(C4)에 대해서 RSP는 $79\%$, RJ는 $76\%$의 항균활성을 보였다.

형질전환 콩 재배가 근권 토양 미생물상에 미치는 영향 (Effects of Transgenic Soybean Cultivation on Soil Microbial Community in the Rhizosphere)

  • 이기종;손수인;이장용;이부영;오성덕;권순종;서석철;류태훈;김경환;박종석
    • 한국환경농학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.466-472
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    • 2011
  • 본 연구는 국내에서 개발된 형질전환 콩 재배 시 토양 미생물 군집에 미치는 영향과 수평적 유전자 이동 여부를 알아보기 위해 수행되었다. 성숙기 토양의 미생물 군집밀도의 경우 형질전환 콩 근권 토양 미생물 군집밀도가 비 형질전환 콩 근권 토양과 유사하여 형질전환 콩 재배가 근권 토양 미생물에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 근권 토양의 우점 미생물 분포 양상 분석 결과, Proteobacteria, Firmicutes와 Actinobacteria 순으로 나타났으며 점유율은 다소 차이를 보였으나 우점종은 거의 유사하였다. 근권 토양 DNA에 대한 DGGE 분석 결과, 형질전환 콩과 비 형질전환 콩의 근권 토양 미생물 군집의 변화는 보이지 않았다. 형질전환 콩 재배에 따른 토양의 화학성을 분석한 결과, 형질전환 콩과 비 형질전환 콩의 근권 미생물상의 명확한 차이가 나타날 정도로 토양간 화학성의 차이는 크지 않았다. 형질전환 작물에 도입된 유전자군을 대상으로 식물체와 근권 토양 DNA에 대한 PCR 분석을 수행한 결과 수평적 유전자 이동성은 일어나지 않은 것으로 추정되었다.