• Journal of Microbiology
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• 제45권3호
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• pp.205-212
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• 2007

Anoxygenic photosynthesis, performed primarily by anoxygenic photosynthetic bacteria (APB), has been supposed to arise on Earth more than 3 billion years ago. The long established APB are distributed in almost every corner where light can reach. However, the relationship between APB phylogeny and source environments has been largely unexplored. Here we retrieved the pufM sequences and related source information of 89 pufM containing species from the public database. Phylogenetic analysis revealed that horizontal gene transfer (HGT) most likely occurred within 11 out of a total 21 pufM subgroups, not only among species within the same class but also among species of different phyla or subphyla. A clear source environment feature related phylogenetic distribution pattern was observed, with all species from oxic habitats and those from anoxic habitats clustering into independent subgroups, respectively. HGT among ancient APB and subsequent long term evolution and adaptation to separated niches may have contributed to the coupling of environment and pufM phylogeny.

• 미생물학회지
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• 제52권3호
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• pp.298-305
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• 2016

본 연구에서는 p-cresol 초기 분해에 관여하는 기존의 lap과 pcu 유전자군 외에 새로운 pch 유전자군을 Pseudomonas alkylphenolica KL28로 부터 동정하였다. 이 유전자군(pchACXF-pcaHG-orf4-pcaBC)은 p-cresol을 ${\beta}$-carboxy-cis,cis-muconate로의 전환을 촉매할 수 있는 효소를 암호화하는 것을 알 수 있었다. 이 유전자 군은 영국에서 분리된 Pseudomonas putida NCIMB 9866과 9869의 plasmid에서 유래된 pch 유전자 군과 동일하여, 이들 유전자군은 종간 horizontal gene transfer로 전달되었을 가능성을 제시하였다. 각 유전자군의 관련 유전자의 변이와 gfp 레포터를 갖는 프로모터의 발현 분석을 통해 3개의 분해 유전자군이 모두 p-cresol의 분해에 관여하는 것을 알 수 있었으며, pch 유전자는 p-cresol에 의해 유도되며, 고체 및 액체 배지에서도 pcu 유전자군이 가장 높게 발현되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 pcu 유전자 변이주는 p-cresol을 이용하여 버섯모양의 공중체(aerial structure) 형성하지 않았으므로, 탄소원의 이용 속도가 다세포 구조 형성에 영향을 주는 중요한 요소 중의 하나임을 알 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제18권1호
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• pp.39-44
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• 2003

유전자보유 유무에 따른 계통수와 16S rRNA에 의한 계통수를 염기서열 분석이 완료된 33종의 미생물에 대하여neighbor joining method와 bootstrap method(n=1,000)를 이용하여 상관관계를 분석하였다. 각 분류그룹에서 공통적으로 보존된 COG와 각 미생물이 보유하고 있는 ortholog 수에 대한 비율을 조사한 결과, Mezorhiaobium lot의 4.60% Mycoplasma genitalium의 56.57% 사이에 분포하는 것으로 파악되었다. 이는 미생물 종류에 따라서 공통 유전자의 보유정도가 차이를 보이는 것으로 독특한 유전자를 탐색할 수 있는 가능성을 제시하는 결과로 사료되었다. 그리고 같은 종 내에 서도 20% 이상의 ortholog가 서로 독립적인 것을 알 수 있었다. Archaeabacteria와 Proteobacteria 그리고 Firmicutes모두 유전자보유 계통수와 16S rRNA 계통수가 일치하는 부분과 일치하지 않는 부분으로 나뉘어진다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 165 rDNA처림 보존적이지 않은 유전자까지 고려한 결과이거나 horizontal gene transfer에 의한 영향 등으로 사료되었다. COC에 기초한 유전자보유 계통수는 생화학 적 실험과 염기서열에 기초한 분류의 중간자적 입장에서 유용유전자 탐색에 이용될 수 있을 것이다.

• 식물병연구
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• 제20권3호
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• pp.189-195
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• 2014

Genetic engineering is being used to enhance disease resistance and nutritional value of crops including rice plant. Considering the fast-growing agricultural biotechnology and rapidly increasing global area of transgenic crops, the risk evaluation on environment is necessary. In this study, we surveyed the difference of disease occurrence between transgenic rice variety, Iksan526 transformed with peanut stilbene synthase gene and non-transgenic rice varieties, Dongjin and Nampyeong in the field. Moreover, the possibility of gene transfer from transgenic rice to bacterial and fungal pathogens was investigated. The results of this study indicated that there was no significant difference in the occurrence and severity of the diseases between Iksan526 and Dongjin or Nampyeong. In addition, the results suggested that rice pathogen, such as Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Rhizoctonia solani and Magnaporthe grisea did not take up stilbene synthase and bar genes under natural conditions. Moreover the transformed DNA was not transferred to the pathogens even in repetitive contacts.

• The Plant Pathology Journal
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• 제32권2호
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• pp.136-144
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• 2016

Pseudomonas fluorescens pc78 is an effective biocontrol agent for soil-borne fungal diseases. We previously constructed a P43-gfp tagged biocontrol bacteria P. fluorescens pc78-48 to investigate bacterial traits in natural ecosystem and the environmental risk of genetically modified biocontrol bacteria in tomato rhizosphere. Fluctuation of culturable bacteria profile, microbial community structure, and potential horizontal gene transfer was investigated over time after the bacteria treatment to the tomato rhizosphere. Tagged gene transfer to other organisms such as tomato plants and bacteria cultured on various media was examined by polymerase chain reaction, using gene specific primers. Transfer of chromosomally integrated P43-gfp from pc78 to other organisms was not apparent. Population and colony types of culturable bacteria were not significantly affected by the introduction of P. fluorescens pc78 or pc78-48 into tomato rhizosphere. Additionally, terminal restriction fragment length polymorphism profiles were investigated to estimate the influence on the microbial community structure in tomato rhizosphere between non-treated and pc78-48-treated samples. Interestingly, rhizosphere soil treated with strain pc78-48 exhibited a significantly different bacterial community structure compared to that of non-treated rhizosphere soil. Our results suggest that biocontrol bacteria treatment influences microbial community in tomato rhizosphere, while the chromosomally modified biocontrol bacteria may not pose any specific environmental risk in terms of gene transfer.

• 생명과학회지
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• 제19권5호
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• pp.676-679
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• 2009

미생물들 사이에 존재하는 수평적 유전자 전달을 이용하여 Jurkat T cell에 대하여 새로운 항생물질을 생산하기 위해 토양박테리아 AY2000과 여러 종류의 항생물질 생산 균주인 Streptomyces griseus의 공배양을 수행하였다. MTT assay를 수행하여 세포 독성을 실험을 하였을 때 공배양 상등액은 각각 배양 하였을 때보다 높은 세포독성을 보였고 또한 48시간 배양 하였을 때 가장 높은 활성을 나타내는 것으로 나타났다. 더욱이 DAPI 염색을 하였을 때 Jurkat T cell 세포의 세포핵의 변화도 관찰 되었다. 이런 결과는 공배양 상등액에 새로운 항생물질이 생성되었음을 보여주었고 이런 방법으로 새로운 항생물질 생산에 이용되어 질수 있음을 의미한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권11호
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• pp.1490-1494
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• 2014

To probe the genomic properties of microbes thriving in desert lakes, we sequenced the full genome of a betaproteobacterial strain (SL110) belonging to the understudied genus Caenimonas of the family Comamonadaceae. This strain was isolated from a freshwater lake in the western Gobi Desert, Northern China. Its genome contains genes encoding carbon monoxide dehydrogenase, nitrate reductase, nitrite reductase, nitric oxide reductase, and sulfur oxidation enzymes, highlighting the potentially important contribution of this group of bacteria to the cycling of inorganic elements in nature. Unexpectedly, a coenzyme $F_{420}$ biosynthesis gene cluster was identified. A further search for $F_{420}$ biosynthesis gene homologs in genomic databases suggests the possible widespread presence of $F_{420}$ biosynthesis gene clusters in proteobacterial genomes.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권4호
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• pp.333-340
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• 2011

Herbicide-tolerant Zoysia grass has been previously developed through Agrobacterium-mediated transformation. We investigated the effects of genetically modified (GM) Zoysia grass and the associated herbicide application on bacterial community structure by using culture-independent approaches. To assess the possible horizontal gene transfer (HGT) of transgenic DNA to soil microorganisms, total soil DNAs were amplified by PCR with two primer sets for the bar and hpt genes, which were introduced into the GM Zoysia grass by a callus-type transformation. The transgenic genes were not detected from the total genomic DNAs extracted from 1.5 g of each rhizosphere soils of GM and non-GM Zoysia grasses. The structures and diversities of the bacterial communities in rhizosphere soils of GM and non-GM Zoysia grasses were investigated by constructing 16S rDNA clone libraries. Classifier, provided in the RDP II, assigned 100 clones in the 16S rRNA gene sequences library into 11 bacterial phyla. The most abundant phyla in both clone libraries were Acidobacteria and Proteobacteria. The bacterial diversity of the GM clone library was lower than that of the non- GM library. The former contained four phyla, whereas the latter had seven phyla. Phylogenetic trees were constructed to confirm these results. Phylogenetic analyses of the two clone libraries revealed considerable difference from each other. The significance of difference between clone libraries was examined with LIBSHUFF statistics. LIBSHUFF analysis revealed that the two clone libraries differed significantly (P<0.025), suggesting alterations in the composition of the microbial community associated with GM Zoysia grass.

• 환경생물
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• 제18권2호
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• pp.205-213
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• 2000

실험실에서 형질전환될 수 있는 세균들은 자연환경 조건에서도 형질전환 능력이 발달하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 환경 내에서 형질전환 능력이 있는 세균의 존재는 확실한 것으로 여겨진다. DNA는 무기물에 부착된 상태에서는 핵산분해효소에 의한 분해로부터 보호되는 것으로 알려져 있다. 비록 DNA가 토양 속에 분산되어져 일정 비율로 가수분해되더라도, 수 주일 후에도 낮은 비율로 감지될 수 있다. 따라서 free DNA는 자연적 형질전환을 할 수 있을 만큼 충분히 지속될 수 있다. 실험실 조건에서는 세균의 형질전환이 여러 경우 보고되었지만, 자연상태에서 형질전환과 관련된 자료는 매우 적다. 생태학적으로 GMMs로부터 재조합 DNA가 토착 미생물에 전이될 수 있는 잠재력에 대한 문제가 주요 현안이 되었는데, 이는 전이된 DNA가 방출된 세균의 생태학적인 적응력을 변화시켜 생물학적 안전성의 문제를 야기할 수 있기 때문이다. 물론, 방출된 GMMs로부터 재조합 DNA가 토착 미생물에 전이되는 율은 아주 낮은 빈도로 일어나지만, 빈도가 낮다는 것은 그리 중요하지 않다. 왜냐하면, 비록 낮은 빈도로 전이되더라도 유리한 조건을 만나게 되면 전이된 유전자는 선택될 수 있기 때문이다. 이제까지 GMMs는 실험실이나 제한된 환경에서 주로 사용되었지만 앞으로는 개방된 자연 생태계에서 이루어질 전망이다. 그러므로 GMMs가 토착세균에 미치는 영향에 대해서도 연구되어야 하고 동시에 GMMs가 생태계에 방출될 경우 그에 따른 영향평가를 반드시 수행해야 한다.

• 한국해양바이오학회지
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• 제11권2호
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• pp.52-61
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• 2019

Over the past few decades, microalgae-based biotechnology conjugated with innovative CRISPR/Cas9-mediated genetic engineering has been attracted much attention for the cost-effective and eco-friendly value-added compounds production. However, the discharge of reproducible living modified organism (LMO) into environmental condition potentially causes serious problem in aquatic environment, and thus it is essential to assess potential environmental risk for human health. Accordingly, in this study, we monitored discharged genetically modified microalgae (GMM) near the research complex which is located in Daejeon, South Korea. After testing samples obtained from 6 points of near streams, several green-colored microalgal colonies were detected under hygromicin-containing agar plate. By identification of selection marker genes, the GMM was not detected from all the samples. For the lab-scale environmental risk assessment of GMM, acute toxicity test using rotifer Brachionus calcyflorus was performed by feeding GMM. After feeding, there was no significant difference in mortality between WT and transformant Chlamydomonas reinhardtii. According to further analysis of horizontal transfer of green fluorescence protein (GFP)-coding gene after 24 h of incubation in synthetic freshwater, we concluded that the GFP-expressed gene not transferred into predator. However, further risk assessments and construction of standard methods including prolonged toxicity test are required for the accurate ecological risk assessment.