• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권3호
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• pp.278-286
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• 2022

Live bacterial vector vaccines are one of the most promising vaccine types and have the advantages of low cost, flexibility, and good safety. Meanwhile, protein secretion systems have been reported as useful tools to facilitate the release of heterologous antigen proteins from bacterial vectors. The twin-arginine translocation (Tat) system is an important protein export system that transports fully folded proteins in a signal peptide-dependent manner. In this study, we constructed a live vector vaccine using an engineered commensal Escherichia coli strain in which amiA and amiC genes were deleted, resulting in a leaky outer membrane that allows the release of periplasmic proteins to the extracellular environment. The protective antigen proteins SLY, enolase, and Sbp against Streptococcus suis were targeted to the Tat pathway by fusing a Tat signal peptide. Our results showed that by exploiting the Tat pathway and the outer membrane-defective E. coli strain, the antigen proteins were successfully secreted. The strains secreting the antigen proteins were used to vaccinate mice. After S. suis challenge, the vaccinated group showed significantly higher survival and milder clinical symptoms compared with the vector group. Further analysis showed that the mice in the vaccinated group had lower burdens of bacteria load and slighter pathological changes. Our study reports a novel live bacterial vector vaccine that uses the Tat system and provides a new alternative for developing S. suis vaccine.

• 대한약침학회지
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• 제26권3호
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• pp.247-256
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• 2023

Objectives: Enterococcus faecalis is a gram positive diplococci, highly versatile and a normal commensal of the gut microbiome. Resistance to vancomycin is a serious issue in various health-care setting exhibited by vancomycin resistant Enterococci (VRE) due to the alteration in the peptidoglycan synthesis pathway. This study is thus aimed to detect the VRE from the patients with root caries from the clinical isolates of E. faecalis and to evaluate the in-silico interactions between vanA and the Aegles marmelos bio-compounds. Methods: E. faecalis was phenotypically characterized from 20 root caries samples and the frequency of vanA and vanB genes was detected by polymerase chain reaction (PCR). Further crude methanolic extracts from the dried leaves of A. marmelos was assessed for its antimicrobial activity. This is followed by the selection of five A. marmelos bio-compounds for the computational approach towards the drug ligand interactions. Results: 12 strains (60%) of E. faecalis was identified from the root caries samples and vanA was detected from two strains (16%). Both the stains showed the presence of vanA and none of the strains possessed vanB. Crude extract of A. marmelos showed promising antibacterial activity against the VRE strains. In-silico analysis of the A. marmelos biocompounds revealed Imperatonin as the best compound with high docking energy (-8.11) and hydrogen bonds with < 140 TPSA (Topological polar surface area) and zero violations. Conclusion: The present study records the VRE strains among the root caries with imperatorin from A. marmelos as a promising drug candidate. However the study requires further experimentation and validation.

• 한국축산식품학회지
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• 제42권2호
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• pp.225-239
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• 2022

As commensal colonizers in livestock, there has been little attention on staphylococci, especially non-aureus staphylococci (NAS), contaminating meat production chain. To assess prevalence of staphylococci in retail pork and slaughterhouse carcass samples in Korea, we collected 578 samples from Korean slaughterhouses (n=311) and retail markets (n=267) for isolation of staphylococci and determined antimicrobial resistance phenotypes in all the isolates. The presence of and prevalence of fusB-family genes (fusB, fusC, fusD, and fusF) and mutations in fusA genes were examined in fusidic acid resistant isolates. A total of 47 staphylococcal isolates of 4 different species (Staphylococcus aureus, n=4; S. hyicus, n=1; S. epidermidis, n=10; Mammaliicoccus sciuri, n=32) were isolated. Fusidic acid resistance were confirmed in 9/10 S. epidermidis and all of the 32 M. sciuri (previously S. sciuri) isolates. Acquired fusidic acid resistance genes were detected in all the resistant strains; fusB and fusC in S. epidermidis and fusB/C in M. sciuri. Multi-locus sequence type analysis revealed that ST63 (n=10, 31%) and ST30 (n=8, 25%) genotypes were most prevalent among fusidic acid resistant M. sciuri isolates. In conclusion, the high prevalence of fusB-family genes in S. epidermidis and M. sciuri strains isolated from pork indicated that NAS might act as a reservoir for fusidic acid resistance gene transmissions in pork production chains.

• Animal Bioscience
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• 제37권2_spc호
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• pp.337-345
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• 2024

Ruminants possess a specialized four-compartment forestomach, consisting of the reticulum, rumen, omasum, and abomasum. The rumen, the primary fermentative chamber, harbours a dynamic ecosystem comprising bacteria, protozoa, fungi, archaea, and bacteriophages. These microorganisms engage in diverse ecological interactions within the rumen microbiome, primarily benefiting the host animal by deriving energy from plant material breakdown. These interactions encompass symbiosis, such as mutualism and commensalism, as well as parasitism, predation, and competition. These ecological interactions are dependent on many factors, including the production of diverse molecules, such as those involved in quorum sensing (QS). QS is a density-dependent signalling mechanism involving the release of autoinducer (AIs) compounds, when cell density increases AIs bind to receptors causing the altered expression of certain genes. These AIs are classified as mainly being N-acyl-homoserine lactones (AHL; commonly used by Gram-negative bacteria) or autoinducer-2 based systems (AI-2; used by Gram-positive and Gram-negative bacteria); although other less common AI systems exist. Most of our understanding of QS at a gene-level comes from pure culture in vitro studies using bacterial pathogens, with much being unknown on a commensal bacterial and ecosystem level, especially in the context of the rumen microbiome. A small number of studies have explored QS in the rumen using 'omic' technologies, revealing a prevalence of AI-2 QS systems among rumen bacteria. Nevertheless, the implications of these signalling systems on gene regulation, rumen ecology, and ruminant characteristics are largely uncharted territory. Metatranscriptome data tracking the colonization of perennial ryegrass by rumen microbes suggest that these chemicals may influence transitions in bacterial diversity during colonization. The likelihood of undiscovered chemicals within the rumen microbial arsenal is high, with the identified chemicals representing only the tip of the iceberg. A comprehensive grasp of rumen microbial chemical signalling is crucial for addressing the challenges of food security and climate targets.

• IMMUNE NETWORK
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• 제23권4호
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• pp.31.1-31.18
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• 2023

Evidence suggests that the human respiratory tract, as with the gastrointestinal tract, has evolved to its current state in association with commensal microbes. However, little is known about how the airway microbiome affects the development of airway immune system. Here, we uncover a previously unidentified mode of interaction between host airway immunity and a unique strain (AIT01) of Staphylococcus epidermidis, a predominant species of the nasal microbiome. Intranasal administration of AIT01 increased the population of neutrophils and monocytes in mouse lungs. The recruitment of these immune cells resulted in the protection of the murine host against infection by Pseudomonas aeruginosa, a pathogenic bacterium. Interestingly, an AIT01-secreted protein identified as GAPDH, a well-known bacterial moonlighting protein, mediated this protective effect. Intranasal delivery of the purified GAPDH conferred significant resistance against other Gram-negative pathogens (Klebsiella pneumoniae and Acinetobacter baumannii) and influenza A virus. Our findings demonstrate the potential of a native nasal microbe and its secretory protein to enhance innate immune defense against airway infections. These results offer a promising preventive measure, particularly relevant in the context of global pandemics.

• 한국식품과학회지
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• 제48권3호
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• pp.241-246
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• 2016

S. aureus, S. epidermidis, P. aeruginosa, P. acnes와 C. albicans는 사람의 피부에서 발생하는 질병과 밀접한 관련을 가지는 대표적인 병원성 미생물로 알려져 있다. 본 연구에서는 해조류 중에서도 항균 활성에 대한 연구가 미미한 모자반을 대상으로 피부 병원균에 대한 항균 효과를 조사하였다. 국내의 연해에 자생하는 7종의 모자반 추출물 중에서 disc diffusion assay와 MIC assay를 통해 가장 뛰어난 항균 효과를 나타낸 톱니모자반을 후속 연구를 위한 후보 물질로 선정하고 연구를 진행하였다. 톱니모자반 추출물의 유기용매 분획층 중에서, 노말-헥세인 분획층이 S. aureus, S. epidermidis, P. aeruginosa, P. acnes 및 C. albicans에 대한 MIC값이 $32-256{\mu}g/mL$로 가장 뛰어난 항균 활성을 나타내었다. 이에 피부 병원균들에 대한 치료제로 사용되고 있지만 내성균의 출현으로 효능이 거의 없는 항생제들인 테트라사이클린, 에리트로마이신, 린코마이신과 플루코나졸과 항균 활성이 뛰어난 것으로 나타난 톱니모자반의 노말-헥세인 분획층과의 병용 사용에 의한 항균 시너지 효과를 조사하였다. 그 결과, 톱니모자반 노말-헥세인 분획층과 이들 항생제와의 병용 사용에 의해 피부 병원균에 대한 항생제와 톱니모자반 노말-헥세인 분획층의 MIC값이 4-32배 감소되었고, 톱니모자반 노말-헥세인 분획층과 이들 항생제와의 병용 시 median FIC값이 0.26-0.55로 항균 시너지 효과를 나타내었다. 즉, 항생제와 톱니모자반 노말-헥세인 분획층과의 병용 사용은 피부 병원균에 대한 이들 항생제의 감수성을 회복시키는데 크게 기여하는 것으로 나타났다.

• 한국산림과학회지
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• 제50권1호
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• pp.10-15
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• 1980

우리나라에서 생산(生産)되고있는 송이(松茸)는 특유(特有)한 향기(香氣)와 맛이 있어 임산물(林山物) 생산(生産) 수출품(輸出品)으로서 각광(脚光)을 받고있는 실정이므로 필자(筆者)는 1979년(年) 9월(月)부터 1980년(年) 10월(月)까지 지리산(智異山) 천은사 송림(松林)에서 송이접종시험(松茸接種試驗)을 실시(栮施)하였던 바 다음과 같은 결과(結果)를 얻었으므로 이에 보고(報告)한다. 1. 접종시험결과(接種試驗結果) 포자살포구(胞子撒布区)는 균계(菌系)만 발생(発生)하였으며 포자액관주구(胞子液灌注区) 2개(個)의 자실체(子実体)가 균계이식구(菌系移植区)는 4개(個)의 자실체(子実体)가 발생(発生)하였다. 2, 노동력(労動力) 관계(関係)로 보아 포자액관주구(胞子液灌注区)가 해려(慀励)할 수 있는 방법(方法)으로 믿어 진다. 3. 송이발생수(松茸発生樹)의 송림성장(松林成長)은 송이비발생수(松茸非発生樹)에 비(比)하여 현저(顕著)하게 늦으므로 송이(松茸)는 소나무와 공생균(共生菌)이 아니라 기생성(寄生性) 외생균근(外生菌根)으로 생각된다. 4. 송이(松茸)의 발생(発生)은 20~60년생(年生)에 한정(限定)된 것은 특수물질(特殊物質)의 분필(分泌)와 상관관계(相関関係)가 있다고 보며 송이포자접종(松茸胞子接種)도 20~60년생(年生)에 한다고 본다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제47권4호
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• pp.161-167
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• 2015

정상인에서 장내세균은 숙주의 면역이나 영양 흡수를 돕지만, 때로는 기회감염균으로서 그들을 위협하기도 한다. 그 중 절대 혐기성 세균인 Bacteroides fragilis는 분비되는 장독소(enterotoxin)인 Bacteroides fragilis toxin (BFT)의 유무에 따라 non-enterotoxigenic B. fragilis (NTBF)와 enterotoxigenic B. fragilis (ETBF)로 나뉜다. ETBF는 가축 및 사람에서 설사 질환 및 대장 질환을 유발한다 그러나 때때로 ETBF를 가지고 있으나 증상이 없는 사람도 존재한다. ETBF는 염증성 설사 질환, 여행자 설사 환자의 대변에서 검출되어 주목 받고 있다. 또한, 몇몇 연구를 통해 inflammatory bowel disease (IBD)나 대장염 및 대장암 환자에서 ETBF가 증가한다는 것이 밝혀졌다. 일반 C57BL/6 마우스 및 germ-free 마우스, multiple intestinal neoplasia (Min) 마우스, 토끼, Mongolian gerbil 등 여러 동물 모델에서 ETBF가 IBD나 대장염, 대장암을 유발 또는 촉진한다는 것이 발표되었다. ETBF의 유일한 병원성 인자인 BFT는 E-cadherin의 분절을 유도하여 장상피 세포의 투과성을 높인다. 이어서 ${\beta}$-catenin 신호전달계가 활성화하여 장상피세포의 증식이 증가한다. 또한 ETBF의 감염은 일반 마우스에서 급성이나 만성의 대장염을 일으키고 Min 마우스에서 종양 형성을 촉진한다. 이는 Stat3에 의존한 $T_H17$ 면역반응의 활성화를 통해 일어난다. 현재 ETBF의 검출 방법에는 크게 BFT toxin assay와 몇 가지 PCR 방법이 있다. 최근 real-time PCR과 같은 분자진단학적 기법의 발달로 일반적인 PCR보다 더 정확한 ETBF의 검출이 가능하게 되었다. 이것을 이용하여 앞으로 실제 임상에서 ETBF와 대장염 및 대장암의 발달 관계에 대한 심도 깊은 연구가 이뤄질 것으로 본다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제32권4호
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• pp.233-241
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• 2005

Plants have considerable advantages for the production of antigenic proteins because they provide an inexpensive source of protein and an easy administration of vaccine. Since a publication describing edible plant vaccine of HBsAg in 1992, a number of laboratories around the world have studied the use of plants as the bioreactor to produce antigenic proteins of human or animal pathogens. Over the last ten years, these works have been mainly focused on three major strategies for the production of antigenic proteins in plants: stable genetic transformation of either the nuclear or plastid genome, or transient expression in plants using viral vectors. As many antigenic proteins have been expressed in tobacco, also several laboratories have succeeded to express genes encoding antigenic proteins in other crop plants: potato, tomato, maize, carrot, soybean and spinach. At present many works for the production of edible plant vaccine against bacteria-mediated diseases have mostly performed the studies of enterotoxins and adhesion proteins. Also the development of new-type antigens (pili, flagella, surface protein, other enterotoxin and exotoxin etc.) is required for various targets and more efficacy to immunize against microorganism pathogens. Many works mostly studied in experimental animals had good results, and phase I clinical trial of LTB clearly indicated its immunogenic ability. On the other hand, edible plant vaccines have still problems remained to be solved. In addition to the accumulation of sufficient antigen in plants, human health, environment and agriculture regulation should be proven. Also oral tolerance, the physiological response to food antigens and commensal flora is the induction of a state of specific immunological unresponsiveness, needs to be addressed before plant-derived vaccine becomes a therapeutic option.

• 대한임상검사과학회지
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• 제50권1호
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• pp.11-19
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• 2018

본 연구에서는 최근에 연구되어 온 장내 세균총이 특히 주요 장질환의 발병에 있어서, 어떠한 역할을 하는지 보고된 여러 문헌들을 중심으로 연구 결과들을 요약 하였다. 예를 들자면, 면역체계를 매개하여 병이 악화되는 여러 질환에서 정상일 때와 달리 바뀐 장내 세균총을 통해 악화된다고 보고된 바 있다. 장내 세균총의 역할에 대해 많이 연구된 장질환 중에서, 많이 연구된 3개의 질환은 과민성 장 증후군, 염증성 장질환, 대장암이다. 그러나, 사람의 장내에 존재하는 세균총은 몸에 이로우며, 비타민 A 합성, 단사슬지방산의 생산, 담즙산 대사과정과 같은 장내 생리적 기능 매개를 통해 장내 항상성을 유지한다고 알려져 있다. 이와 같이, 장내에 존재하는 이로운 세균 군집과 해로운 세균 군집의 균형은 장내 건강에 주요한 영향을 미친다. 장질환을 포함한 여러 질환의 발병 및 진행에서 장내 세균총의 변화가 주요 원인으로 추측되고 있는 실정이다. 현재까지 보고된 많은 연구 결과에도 불구하고, 어떤 장내 세균총 구성이 몸에 가장 이로운 지학계에서도 의견이 분분한 상태이다. 본 논문에서는, 주요 장질환으로 알려진 과민성 장 증후군, 염증성 장질환, 대장암과 장내 세균총과의 관계에 대해 연구한 논문들에 대해 연결 지어 요약하였다. 마지막으로, 장내 세균총을 매개로 악화되는 장질환을 완화하며, 장내 건강을 지키기 위한 수단으로 천연물을 이용한 치료 전략을 제시하고자 한다.