To elucidate the role and mechanism of microbes, we combined culture-dependent and culture-independent approaches to investigate differences in gut bacterial composition between sows and weaned pigs. Under anaerobic conditions, several nonselective and selective media were used for isolation from fecal samples. All isolated bacteria were identified and classified through 16S rRNA sequencing, and the microbiota composition of the fecal samples was analyzed by metagenomics using next generation sequencing (NGS) technology. A total of 278 and 149 colonies were acquired from the sow and weaned pig fecal samples, respectively. Culturomics analysis revealed that diverse bacterial genus and species belonged to Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria, and Bacteroidetes were isolated from sow and weaned pigs. When comparing culture-dependent and culture-independent analyses, 191 bacterial species and 2 archaeal bacterial species were detected through culture-independent analysis, and a total of 23 bacteria were isolated through a culture-dependent approach, of which 65% were not detected by metagenomics. In conclusion, culturomics and metagenomics should be properly combined to fully understand the intestinal microbiota, and livestock-derived microbial resources should be informed by culturomic approaches to understand and utilize the mechanism of host-microbe interactions.
Kim, Min-Soo;Yoon, Yeo-Sang;Seo, Jae-Gu;Lee, Hyun-Gi;Chung, Myung-Jun;Yum, Do-Young
Toxicological Research
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v.29
no.2
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pp.129-135
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2013
Salmonella is one of the major pathogenic bacteria that cause food poisoning. This study investigated whether heat-killed as well as live Lactobacillus protects host animal against Salmonella infection. Live and heat-killed Lactobacillusacidophilus was administered orally to Sprague-Dawley rats for 2 weeks before the rats were inoculated with Salmonella. Rise in body temperature was moderate in the group that was treated with heat-killed bacteria as compared to the Salmonella control group. The mean amount of feed intake and water consumption of each rat in the heat-killed bacteria group were nearly normal. The number of fecal Salmonellae was comparable between the live and the heat-killed L. acidophilus groups. This finding shows that L. acidophilus facilitates the excretion of Salmonella. Moreover, the levels of pro inflammatory cytokines, including tumor necrosis factor (TNF)-alpha and interleukin (IL)-1 beta, in the heat-killed L. acidophilus group were significantly lower when compared to the levels in the Salmonella control group. These results indicate that nonviable lactic acid bacteria also could play an important role in preventing infections by enteric pathogens such as Salmonella.
Gut microbiota is a group of microorganisms that resides in the intestine and serves many important functions in human health. Using 16S ribosomal RNA sequencing analysis, a wide variety of bacteria in human gastrointestinal tract has been identified along with intriguing findings that there is a different bacterial composition among individuals. Fecal microbiota transplantation (FMT) is a procedure of stool transplantation from healthy donors to patients suffering from various diseases. Specifically, FMT is able to alter the composition of gut microbiota of recipients and therefore could be an effective treatment for the patients with gastrointestinal diseases including recurrent Clostridium difficile infection, inflammatory bowel disease, and irritable bowel syndrome. Here we review a list of human diseases related to gut microbiota disturbance and the case studies of FMT. We also summarize medicines and diagnostic tools that are under development. Therefore, gut microbiota can be a next generation's biotherapy for promotion of health and treatment of chronic diseases.
A 3 year-old male American Pit Bull Terrier in Kwang-Ju, Chonnam was admitted to the Teaching Animal Hospital, Chonbuk National University. He showed convulsive spasms of skeletal muscles, raised tail-head, and rigidity of rigidity. Based on these clinical sign\ulcorner tetanus was suspected Hematological test results showed and WBC value (21 ,800/$\mu$l/) with neutrophils (17.877/$\mu$l) and monocytes (1.744/$\mu$l). The blood chemical values ALT (86 IU/L) and AST (119 IU/L) were elevated. Fecal sample from the dog was cultured in anaerobic chamber. A Gram positive, drumstick shaped bacteria was isolated. The bacteria was identified as Clostridium tetani by biological and biochemical tests. The dog was hospitalized in a quiet place where the light was cut off and treated with penicillin G procaine and phenobarbital sodium. The dog made a complete recovery 25 days after treatment. This Is the first report on C. tetani infection of domestic dog in Korea.
In recent years, colon cancer has been reported to be one of the most important causes of cancer morbidity and mortality in Korea. Epidemiological and experimental studies suggest that lactic acid bacteria (LAB) used to ferment dairy products inhibits colon carcinogenesis. The present study was designed to determine whether the colon cancer inhibitory effect of LAB (Bifidobacterium longum Hy8001; Bif and Lactobacillus acidophilus HY2l04; Lac) of Korean origin, is associated with intestinal microflora composition and certain enzyme activity in rats treated with azoxymethane (AOM). At five weeks of age, SD rats were divided at random into four (AOM alone, Bif, Lac, and Bif+Lac) groups. Oral administration of lactic acid bacteria cultures were performed daily until the termination of the study. Two weeks later all animals were given a subcutaneous injection of AOM dissolved in normal saline at a dose of 15 mg/kg of body weight once weekly for 2 weeks. Every two weeks for 10 weeks, five of the rats in each group were randomly chosen for fecal specimen collection. The fecal specimens were used for assay of $\beta$-glucuronidase and nitroreductase, and analysis of intestinal microflora composition. The activity of $\beta$-glucuronidase which plays an important role in the production of the carcinogenic metabolite of azoxymethane was remarkably increased in the AOM alone group after AOM injection and maintained the high level during the experiment. However, LAB inhibited the AOM-induced increase in $\beta$-glucuronidase activity. Nitroreductase activity decreased by 30-40% in LAB treated groups in comparison with that of the AOM alone group. The results of the present study suggest that LAB inhibits colon carcinogenesis by modulating the metabolic activity of intestinal micro-flora and improving the composition of intestinal microflora.
When ginseng water extract was incubated at $60^{\circ}C$ in acidic conditions, its protopanaxadiol ginsenosides were transformed to ginsenoside $Rg_3$ and ${\Delta}^{20}$-ginsenoside $Rg_3$. However, protopanaxadiol glycoside ginsenosides $Rb_1, Rb_2$ and Rc isolated from ginseng were mostly not transformed to ginsenoside $Rg_3$ by the incubation in neutral condition. The transformation of these ginsenosides to ginsenoside $Rg_3$ and ${\Delta}^{20}$-ginsenoside $Rg_3$ was increased by increasing incubation temperature and time in acidic condition: the optimal incubation time and temperature for this transformation was 5 h and $60^{\circ}C$ resepectively. The transformed ginsenoside $Rg_3$ and ${\Delta}^{20}$-ginsenoside $Rg_3$ were metabolized to ginsenoside $Rh_2$ and $\Delta^{20}$--ginsenoside $Rh_2$, respectively, by human fecal microflora. Among the bacteria isolated from human fecal microflora, Bacteroides sp., and Bifidobacterium sp. and Fusobacterium sp. potently transformed ginsenoside $Rg_3$ to ginsenoside $Rh_2$. Acid-treated ginseng (AG) extract, fermented AG extract, ginsenoside $Rh_2$ and protopanaxadiol showed potent cytotoxicity against tumor cell lines. AG extract, fermented AG extract and protopanaxadiol potently inhibited the growth of Helicobacter pylori.
Microbial community and composition in stormwater runoff from mixed land use land cover (LULC) catchment with ongoing land development was diverse across the hydrological stage due different environmental parameters (hydrometeorological and physicochemical) and source of runoff. However, limited studies have been made for bacterial composition in this catchment. Therefore, this study aims to: (1) quantify the concentration of fecal indicator bacteria (FIB), stormwater quality and bacterial composition and structure according to hydrological stage; and (2) determine their correlation to environmental parameters. The 454 pyrosequencing was used to determine the bacterial community and composition; while Pearson's correlation was used to determine the correlation among parameters-FIB, stormwater quality, bacterial composition and structure-to environmental parameters. Results demonstrated that the initial and peak runoff has the highest concentration of FIB, stormwater quality and bacterial composition and structure. Proteobacteria, Bacteroidetes, Actinobacteria and Firmicutes were dominant bacteria identified in this catchment. Furthermore, the 20 most abundant genera were correlated with runoff duration, average rainfall intensity, runoff volume, runoff flow, temperature, pH, organic matter, nutrients, TSS and turbidity. An increase of FIB and stormwater quality concentration, diversity and richness of bacterial composition and structure in this study was possibly due to leakage from septic tanks, cesspools and latrines; feces of domestic and wild animals; and runoff from forest, destroyed septic system in land development site and urban LULC. Overall, this study will provide an evidence of hydrological stage impacts on the runoff microbiome environment and public health perspective.
Kim, Hye-In;Yun, Soo-Won;Han, Myung Joo;Jang, Se-Eun;Kim, Dong-Hyun
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.30
no.4
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pp.599-603
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2020
In the present study, we examined the effects of interleukin (IL)-10 expression-inducing bacteria Bifidobacterium adolescentis HP1, Lactobacillus mucosae HP2, and Weissella cibaria HP3 on high-fat diet (HFD)-induced obesity and liver steatosis in mice. Oral gavage of HP1, HP2, and HP3 reduced HFD-induced bodyweight gain, triglycerides, and total cholesterol levels in the blood and liver. They also suppressed HFD-induced colitis and the fecal δ,γ-Proteobacteria population. Of the tested bacteria, HP2, which most potently inhibited IL-10 expression, also suppressed HFD-induced bodyweight gain, liver steatosis, and colitis most effectively. These findings suggest that IL-10 expression-inducing gut bacteria can suppress obesity and liver steatosis.
Ham, J.S.;In, Y.M.;Jeong, S.G.;Kim, J.G.;Lee, E.H.;Kim, H.S.;Yoon, S.K.;Lee, B.H.
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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v.15
no.7
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pp.1031-1035
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2002
This study was carried out to obtain conjugated linoleic acid (CLA) producing lactic acid bacteria for further study on the enzymes related to the production of CLA which has gained considerable attention and on the development as a probiotic culture. Total 34 lactic acid bacteria were isolated from 19 feces samples of healthy babies. CLA forming ability was measured spectrophotometrically by the modification of linoleate 12-cis, 11-trans-isomerase activity measuring method, and CLA of the cultures were extracted, methylated, and examined by HPLC analysis. CLA methyl ester of only one culture showing the highest value of CLA forming ability could be detected by HPLC analysis. The culture was found to be Gram positive, rods and catalase negative. It grows at $45^{\circ}C$ but not at $15^{\circ}C$, and was identified to be Lactobacillus fermentum on the basis of the biochemical characteristics and the utilization of substrates. These results provide an efficient experimental method to screen CLA producing lactic acid bacteria.
Yoo, Sung J.;Sunwoo, Sun Young;Seo, Sang Won;Lyoo, Young S.
Korean Journal of Veterinary Research
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v.55
no.1
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pp.41-46
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2015
Increasing presence of wild boar around cities and suburban areas is a growing concern with respect to agronomy, environmental ecology, and public safety. In this study, antibiotic resistance profiles of Escherichia (E.) coli isolated from wild boar and domestic pig fecal samples were compared. Eighty E. coli samples were isolated from wild boars. Resistance of the bacteria to 14 common antimicrobial agents used in human and veterinary medicine was evaluated. Ninety-five E. coli isolates from domestic pig farms were used for comparison. Common and distinct antibiotic resistance patterns were observed when comparing wild boar and domestic pig isolates, indicating that wild boars may significantly influence environmental microbiology.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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