• 농약과학회지
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• 제18권4호
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• pp.396-403
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• 2014

인삼은 한국을 포함한 여러 국가에서 경제적으로 중요한 약용작물이다. 인삼에서 흔히 발생하는 뿌리썩음 병균을 친환경적으로 방제하기 위해서 병원균에 대해서 항균성이 있는 미생물을 탐색하였다. 토양에서 분리한 방선균 BK185균주는 인삼에 뿌리썩음병을 일으키는 병원균들(Cylindrocarpon, Fusarium, Rhizoctonia, Sclerotinia)에 대해서 높은 항균 활성을 보였다. 선발 균주 BK185의 동정을 위해서 16S rRNA 유전자 염기서열을 분석한 결과 Streptomyces 속에 해당하는 것으로 분석되었다. 특히, S. sporoclivatus 및 S. geldanamycininus와 99.6% 이상으로 매우 높은 유사도를 보였다. 선발 균주가 생산하는 2차 대사물질을 예측하기 위해서, 생산에 관여하는 생합성 유전자인PKS (Type-I polyketide synthase)와 NRPS (Non-ribosomal polypeptide synthetase) 유전자를 PCR반응을 통해 검출하였다. 검출된 유전자는 클로닝을 통해 염기서열을 결정하였다. 또한 최적 배양조건하에서 생산된 대사물질을 LC/MS로 분석하였고, geldanamycin 계열의 항생물질이 생산됨을 확인하였다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제32권3호
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• pp.199-205
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• 2017

인수공통 감염증의 하나인 톡소포자충의 검출을 위해서는 대부분은 ELISA 법이 사용 되고 있으나, 충체가 사멸된 후에도 양성반응이 나타나는 등 사용에 제한이 있다. 반면 유전자 검출법은 현재 감염상태를 확인 할 수 있기 때문에 식중독 원인조사 등에 적합하다고 판단되어 이를 활용하여 본 연구를 진행하였다. 톡소포자충의 유전정보를 통해 529 repeat region의 염기서열을 얻고, 프라이머 및 TaqMan 프로브를 설계하여 real-time PCR을 이용한 검출법을 개발하였다. 검출한계(lower limit of detection) 및 적정곡선을 확인한 결과 10 genomic DNA copy가 검출한계로 확인되었고, 정량을 위한 곡선은 $10^1{\sim}10^6$ DNA copies까지 0.999의 $R^2$ 값을 나타내었다. 개발된 검출법의 증폭효율을 비교하기 위해 B1 gene 타겟 프라이머 세트와 타입별 검출한계를 비교한 결과, type 1, 2, 3 톡소포자충에서 같거나 더 나은 검출한계를 보였다. 또한 식품에서 주로 분리되는 식중독 세균 14종 및 원충 3종에 대해 특이도를 비교한 결과, 모두 음성으로 나타났다. 개발된 검출법을 식육검체에 적용하였을 때 type 1, 2, 3에서 모두 원활한 검출결과를 보여 증폭방해물질이 존재하지 않은 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 개발된 유전자검출법은 국내 유통 중인 식육에서 인수 공통감염 원충의 하나인 톡소포자충의 감염 여부를 확인하는 사전적 모니터링의 방법으로 활용될 예정이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권12호
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• pp.1280-1286
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• 2011

A quantitative, real-time PCR method was developed to enumerate Lactobacillus plantarum IWBT B 188 during the malolactic fermentation (MLF) in Grauburgunder wine. The qRT-PCR was strain-specific, as it was based on primers targeting a plasmid DNA sequence, or it was L. plantarum-specific, as it targeted a chromosomally located plantaricin gene sequence. Two 50 l wine fermentations were prepared. One was inoculated with 15 g/hl Saccharomyces cerevisiae, followed by L. plantarum IWBT B 188 at $3.6{\times}10^6$ CFU/ml, whereas the other was not inoculated (control). Viable cell counts were performed for up to 25 days on MRS agar, and the same cells were enumerated by qRT-PCR with both the plasmid or chromosomally encoded gene primers. The L. plantarum strain survived under the harsh conditions in the wine fermentation at levels above $10^5$/ml for approx. 10 days, after which cell numbers decreased to levels of $10^3$ CFU/ml at day 25, and to below the detection limit after day 25. In the control, no lactic acid bacteria could be detected throughout the fermentation, with the exception of two sampling points where ca. $1{\times}10^2$ CFU/ml was detected. The minimum detection level for quantitative PCR in this study was $1{\times}10^2$ to $1{\times}10^3$ CFU/ml. The qRT-PCR results determined generally overestimated the plate count results by about 1 log unit, probably as a result of the presence of DNA from dead cells. Overall, qRT-PCR appeared to be well suited for specifically enumerating Lactobacillus plantarum starter cultures in the MLF in wine.

• 대한환경공학회지
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• 제29권1호
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• pp.106-112
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• 2007

Ammonia oxidizing bacteria(AOB)는 $NH_4^+-N$을 $NO_2^--N$으로 산화시키며, 생물학적 질산화 단계에서 율속 단계로 작용하기 때문에 중요한 미생물이다. AOB의 성장은 용존산소, 온도, pH 등의 환경 인자에 영향을 받는다. 본 연구에서는 DO 농도가 AOB에 미치는 영향을 조사하기 위해 세라믹 메디아가 충전된 4개의 호기성 생물막 반응기의 DO 농도를 각각 1, 3, 5, 7 mg/L로 운전하였다. 운전결과, 5 mg/L 이상에서 안정적인 질산화 효율을 얻을 수 있었다. AOB의 특성을 조사하기 위해 AOB의 16S rRNA와 amoA gene을 target으로 PCR을 이용한 DGGE와 cloning을 실시하였으며, 이들의 활성을 조사하기 위해 INT-DHA를 측정하였다. DO 농도 변화에 따른 각 반응기별 질산화 효율에 차이가 있었음에도 불구하고, DGGE 및 cloning 결과, AOB 군집 및 Nitrosomonas sp.의 비율의 변화는 거의 없었다. DO 농도가 감소함에 따라 AOB의 활성도가 감소한다는 것을 INT-DHA 측정으로 확인할 수 있었다. 따라서 DO 농도는 AOB 군집의 변화 보다는 활성에 영향을 미치는 것으로 판단되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제28권4호
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• pp.551-560
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• 2018

Bellflower root (Platycodon grandiflorum), which belongs to the Campanulaceae family, is a perennial grass that grows naturally in Korea, northeastern China, and Japan. Bellflower is widely consumed as both food and medicine owing to its high nutritional value and potential therapeutic effects. Since foodborne disease outbreaks often come from vegetables, understanding the public health risk of microorganisms on fresh vegetables is pivotal to predict and prevent foodborne disease outbreaks. We investigated the microbial communities on the bellflower root (n = 10). 16S rRNA gene amplicon sequencing targeting the V6-V9 regions of 16S rRNA genes was conducted via the 454-Titanium platform. The sequence quality was checked and phylogenetic assessments were performed using the RDP classifier implemented in QIIME with a bootstrap cutoff of 80%. Principal coordinate analysis was performed using the weighted Fast UniFrac distance. The average number of sequence reads generated per sample was 67,192 sequences. At the phylum level, bacterial communities from the bellflower root were composed primarily of Proteobacteria, Firmicutes, and Actinobacteria in March and September samples. Genera Serratia, Pseudomonas, and Pantoea comprised more than 54% of the total bellflower root bacteria. Principal coordinate analysis plots demonstrated that the microbial community of bellflower root in March samples was different from those in September samples. Potential pathogenic genera, such as Pantoea, were detected in bellflower root samples. Even though further studies will be required to determine if these species are associated with foodborne illness, our results indicate that the 16S rRNA gene-based sequencing approach can be used to detect pathogenic bacteria on fresh vegetables.

• Molecules and Cells
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• 제37권12호
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• pp.873-880
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• 2014

In our previous study, miRNA-183, a miRNA in the miR-96-182-183 cluster, was significantly over-expressed in esophageal squamous cell carcinoma (ESCC). In the present study, we explored the oncogenic roles of miR-183 in ESCC by gain and loss of function analysis in an esophageal cancer cell line (EC9706). Genome-wide mRNA micro-array was applied to determine the genes that were regulated directly or indirectly by miR-183. 3'UTR luciferase reporter assay, RT-PCR, and Western blot were conducted to verify the target gene of miR-183. Cell culture results showed that miR-183 inhibited apoptosis (p < 0.05), enhanced cell proliferation (p < 0.05), and accelerated G1/S transition (p < 0.05). Moreover, the inhibitory effect of miR-183 on apoptosis was rescued when miR-183 was suppressed via miR-183 inhibitor (p < 0.05). Western blot analysis showed that the expression of programmed cell death 4 (PDCD4), which was predicted as the target gene of miR-183 by microarray profiling and bioinformatics predictions, decreased when miR-183 was over-expressed. The 3'UTR luciferase reporter assay confirmed that miR-183 directly regulated PDCD4 by binding to sequences in the 3'UTR of PDCD4. Pearson correlation analysis further confirmed the significant negative correlation between miR-183 and PDCD4 in both cell lines and in ESCC patients. Our data suggest that miR-183 might play an oncogenic role in ESCC by regulating PDCD4 expression.

• 한국산림과학회지
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• 제106권2호
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• pp.121-129
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• 2017

토양미생물은 산림 생태계 구성 요소로써 산림 내 물질 순환 및 식물 생장 등에 중요한 역할을 한다. 그러나 국내 산림과학분야에서는 토양 균류 일부 종에 대한 연구가 주로 실시되어졌으며, 박테리아를 포함한 미생물 군집에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 16S rRNA gene 영역에 대한 차세대염기서열분석법을 통해, 장군봉 천연 소나무림 토양 내 존재하는 박테리아 군집 구성을 파악하였다. 분석 결과, phylum 수준에서 Proteobacteria, Acidobacteria, Actinobacteria, Planctomycetes 등이 나타나, 전형적인 토양 박테리아 군집 구성을 보였다. 또한, 부영양 환경을 선호하는 Proteobacteria가 가장 높은 비율을 차지하였는데, 다른 인공림과 비교하여 장군봉 천연 소나무림 토양 유기물량이 상대적으로 풍부한 것이 원인으로 생각된다. 한편, 토양 내 질소 순환에 기여를 하는 뿌리혹박테리아 분류군을 살펴본 결과, Burkholderia, Bradyrhizobium, Rhizobium 속이 주로 존재하는 것을 확인하였다. 토양 물리 화학적 특성과 박테리아 군집 구성간의 상관관계를 분석한 결과, 토양 내 pH가 박테리아 군집 구성과 관련된 주요 토양 특성인 것으로 확인되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권5호
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• pp.749-755
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• 2014

전통 장류에서 유산균 성상을 보이는 균주를 분리하여, TLC와 PCR을 통하여 HoPS를 우수하게 생성하는 균주 HSB15, JSA22, JSA57, JSB22, JSB66 및 JSB89를 선발하였다. 선발된 6균주의 16S rDNA의 염기서열을 분석한 결과 HSB15는 L. alimentarius, JSA22는 L. plantarum, JSA57은 L. pentosus, JSB22는 L. brevis, JSB66는 L. alimentarius, JSB89는 L. parabrevis로 동정되었다. 항균 활성은 6균주 중에서 JSA22가 4개의 병원성균에 대한 항균을 나타내어 항균 활성이 가장 우수하게 나타났고, 인공위액 저항성은 HSB15, JSA22와 JSA57 균주가 70% 이상의 높은 인공위액 저항성으로 가장 우수했으며, 인공담즙 저항성은 HSB15를 제외한 5균주에서 80% 이상의 생존율을 나타내며 담즙액 저항성이 우수하게 나타났다. 또한 probiotic 특성을 지닌 분리 균주의 prebiotics로써 AOS를 이용한 성장율을 관찰한 결과, 모든 분리 균주가 AOS를 선택적으로 이용하며 성장하는 것을 관찰하였고 특히 JSB22가 AOS 이용 성장율이 가장 우수한 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 장류유래 probiotics를 선발하였고 AOS의 새로운 prebiotics로 활용을 검토한 바, synbiotics로 이용할 수 있는 가치가 있다고 판단되었다.

• 농약과학회지
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• 제16권4호
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• pp.357-363
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• 2012

인삼 뿌리썩음병을 일으키는 병원균의 생물적 방제를 위해서 토양에서 유용미생물을 분리하여 항균 활성과 생화학적 특성을 조사하였다. 이를 위해 강원도 인삼재배 토양에서 총 439균주의 세균을 분리하여 이 중에서 항균 활성이 가장 우수한 3균주(GP4-1, GR2-2, GR4-5)의 미생물을 최종 선발하였다. 주요 인삼 뿌리 썩음병원균인 5종(Cylindrocarpon destructans, Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Rhizoctonia solani, Sclerotinia nivalis)에 대한 생장 억제능을 조사한 결과, 선발 균주들이 매우 높은 항균 활성을 갖는 것을 확인하였다. 최종 선발 균주들의 정확한 동정을 위해서 16S rRNA 유전자 염기 서열로 계통 유전학적 분석을 하였고, 모든 균주들이 Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum $FZB42^T$과 가장 높은 상동성(99.9 %)이 있음을 보였다. 선발 균주들이 생산하는 2차 대사물질 구명을 위해 주요 Bacillus 대사산물의 생합성 유전자를 PCR 반응으로 검정하였다. 모든 선발 균주들에서 iturin A와 surfactin의 생합성 유전자가 검출되었으며, GR4-5 균주에서는 bacillomycin D의 생합성 유전자도 추가로 검출되었다. 생화학적 특성 조사에서는 선발 균주들이 섬유소 분해 효소와 단백질 분해 효소의 활성이 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 인삼재배 토양에서 분리한 토양 미생물들이 인삼 뿌리썩음병의 생물적 방제를 위한 미생물제제로서의 활용가치가 높음을 제시하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제40권3호
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• pp.169-177
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• 2013

최근 급속도로 당뇨병 환자가 증가하면서 인슐린 시장이 크게 성장하고 있다. 또한 최근 식물체를 이용하여 의약용 단백질 생산이 경제적인 측면과 안정성 측면에서 매우 효과적임이 보고되고 있어 이를 이용한 분자농업이 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 인슐린 단백질을 식물체에서 생산하기 위한 유전자 발현 construct를 설계하기 위한 실험으로서 식물발현용 preprominiinsulin construct를 제조하기 위한 단계적 실험을 수행하였다. 우선 proinsulin이 무세포 식물 전사/번역시스템에서 성공적으로 발현됨을 확인하였다. Prominiinsulin construct를 제조하여 대장균에서 발현시키는데 성공하였으며, 이를 트립신으로 절단한 후 인간 항인슐린 항체를 이용한 western 분석을 통하여 효과적으로 A-펩타이드와 B-펩타이드가 형성되며 이후 적절하게 접힘이 일어나고 hexamer로 조립됨을 확인하였다. 이후 식물체에서 재조합 인슐린 유전자가 발현되는지를 확인하기 위하여 RFP 결합 construct를 제조하여 담배의 현탁배양세포인 BY-2 세포에 형질전환시켜 RFP 결합 preprominiinsulin이 성공적으로 발현됨을 확인 하였다. 이러한 성공적인 연구 결과를 토대로 향후 이 construct는 RFP 단백질을 제거하여 35S 프로모터에 직접 유도되는 [N 말단 ${\rightarrow}$ tobacco E2 시그널 펩타이드 ${\rightarrow}$ B-펩타이드(1-29 AA) ${\rightarrow}$ AAK ${\rightarrow}$ A-펩타이드(1-21 AA) ${\rightarrow}$ RR ${\rightarrow}$ His6 ${\rightarrow}$ KDEL ${\rightarrow}$ C 말단] construct를 제조하여 담배 식물체에 형질전환시켜 분자농업을 통해 인간 인슐린 단백질을 생산하는데 활용하고자 한다.