Cronobacter sakazakii is an opportunistic pathogenic bacterium found in powdered infant formula and is fatal to neonates. Antibiotic resistance has emerged owing to overuse of antibiotics. Therefore, demand for high-yield bacteriophages as an alternative to antibiotics has increased. Accordingly, we developed a modified mass-production method for bacteriophages by introducing a two-stage self-cycling (TSSC) process, which yielded high-concentration bacteriophage solutions by replenishing the nutritional medium at the beginning of each process, without additional challenge. pH of the culture medium was monitored in real-time during C. sakazakii growth and bacteriophage CS01 propagation, and the changes in various parameters were assessed. The pH of the culture medium dropped to 5.8 when the host bacteria reached the early log phase (OD540 = 0.3). After challenge, it decreased to 4.65 and then recovered to 4.94; therefore, we set the optimum pH to challenge the phage at 5.8 and that to harvest the phage at 4.94. We then compared phage production during the TSSC process in jar-type bioreactors and the batch culture process in shaker flasks. In the same volume of LB medium, the concentration of the phage titer solution obtained with the TSSC process was 24 times higher than that obtained with the batch culture process. Moreover, we stably obtained high concentrations of bacteriophage solutions for three cycles with the TSSC process. Overall, this modified TSSC process could simplify large-scale production of bacteriophage CS01 and reduce the unit cost of phage titer solution. These results could contribute to curing infants infected with antibiotic-resistant C. sakazakii.
The gram-positive bacterium Staphylococcus aureus is a common cause of abscesses, sinusitis and food poisoning. The emergence of antibiotic-resistant strains has caused significant clinical issues worldwide. The HslU-HslV complex was first identified as a prokaryotic homolog of eukaryotic proteasomes. HslU is an unfoldase that mediates the unfolding of the substrate proteins, and it works with the protease HslV in the complex. To date, the protein complex has been mostly studied in gram-negative bacteria. In this study, we report the purification and crystallization of the full-length HslU from S. aureus. The crystal diffracted X-rays to a $3.5{\AA}$ resolution, revealing that the crystals belong to space group $P2_1$, with unit cell parameters of a = 166.5, b = 189.6, $c=226.6{\AA}$, and ${\beta}=108.1^{\circ}$. We solved the phage problem by molecular replacement using the structure of HslU from Haemophilus influenzae as a search model. The cell content analysis with this molecular replacement solution revealed that 24 molecules are contained in the asymmetric unit. This structure provides insight into the structural and mechanistic difference of the HslUV complex of gram-positive bacteria.
The rapid spread of superbugs leads to the escalation of infectious diseases, which threatens public health. Endolysins derived from bacteriophages are spotlighted as promising alternative antibiotics against multi-drug resistant bacteria. In this study, we isolated and characterized the novel Salmonella typhimurium phage PBST08. Bioinformatics analysis of the PBST08 genome revealed putative endolysin ST01 with a lysozyme-like domain. Since the lytic activity of the purified ST01 was minor, probably owing to the outer membrane, which blocks accessibility to peptidoglycan, antimicrobial peptide cecropin A (CecA) was fused to the N-terminus of ST01 to disrupt the outer membrane. The resulting CecA::ST01 has been shown to have increased bactericidal activity against gram-negative pathogens including Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Escherichia coli, and Enterobacter cloacae and the most affected target was A. baumannii. In the presence of 0.25 µM CecA::ST01, A. baumannii ATCC 17978 strain was completely killed and CCARM 12026 strain was wiped out by 0.5 µM CecA::ST01, which is a clinical isolate of A. baumannii and resistant to multiple drugs including carbapenem. Moreover, the larvae of Galleria mellonella could be rescued up to 58% or 49% by the administration of CecA::ST01 upon infection by A. baumannii 17978 or CCARM 12026 strain. Finally, the antibacterial activity of CecA::ST01 was verified using 31 strains of five gram-negative pathogens by evaluation of minimal inhibitory concentration. Thus, the results indicate that a fusion of antimicrobial peptide to endolysin can enhance antibacterial activity and the spectrum of endolysin where multi-drug resistant gram-negative pathogens can be efficiently controlled.
Lactic acid bacteria (LAB) are widely used for various food fermentation. With the recent advances in modern biotechnology, a variety of bio-products with the high economic values have been produced using microorganisms. For molecular cloning and expression studies on the gene of interest, E. coli has been widely used mainly because vector systems are fully developed. Most plasmid vectors currently used for E, coli carry antibiotic-resistant markers. As it is generally believed that the antibiotic resistance markers are potentially transferred to other bacteria, application of the plasmid vectors carrying antibiotic resistance genes as selection markers should be avoided, especially for human consump-tion. By contrast, as LAB have some desirable traits such that the they are GRAS(generally recognized as safe), able to secrete gene products out of cell, and their low protease activities, they are regarded as an ideal organism for the genetic manipulation, including cloning and expression of homologous and heterologous genes. However, the vec-tor systems established for LAB are stil insufficient to over-produce gene products, stably, limiting the use of these organisms for industrial applications. For a past decade, the two popular plasmid vectors, pAM$\beta$1 of Streptococcus faecalis and pGK12 theB. subtilis-E. coli shuttle vector derived from pWV01 of Lactococcus lactis ssp. cremoris wg 2, were most widely used to construct efficient chimeric vectors to be stably maintained in many industrial strains of LAB. Currently, non-antibiotic markers such as nisin resistance($Nis^{r}$ ) are explored for selecting recombi-nant clone. In addition, a gene encoding S-layer protein, slp/A, on bacterial cell wall was successfully recombined with the proper LAB vectors LAB vectors for excretion of the heterologous gene product from LAB Many food-grade host vec-tor systems were successfully developed, which allowed stable integration of multiple plasmid copies in the vec-mosome of LAB. More recently, an integration vector system based on the site-specific integration apparatus of temperate lactococcal bacteriophage, containing the integrase gene(int) and phage attachment site(attP), was pub-lished. In conclusion, when various vector system, which are maintain stably and expressed strongly in LAB, are developed, lost of such food products as enzymes, pharmaceuticals, bioactive food ingredients for human consump-tion would be produced at a full scale in LAB.
Outbreaks of staphylococcal food poisoning (SFP) causing serious human diseases and economic losses have been reported globally. Furthermore, the spread of Staphylococcus aureus with increased resistance to multiple antimicrobial agents has become a major concern in the food industries and medicine. Here, we isolated an endolysin LysSAP8, as one of the peptidoglycan hydrolases, derived from the bacteriophage SAP8 infecting S. aureus. This endolysin was tagged with a 6×His at the C-terminal of the target protein and purified using affinity chromatography. LysSAP8 demonstrated lytic activity against a broad spectrum of bacteria, which included a majority of the staphylococcal strains tested in this study as well as the methicillin-resistant S. aureus (MRSA); however, no such activity was observed against other gram-positive or gram-negative bacteria. Additionally, LysSAP8 could maintain bactericidal activity until 0.1 nM working concentration and after heat treatment at 37℃ for 30 min. The ability of LysSAP8 to lyse cells under varying conditions of temperature (4-43℃), pH (3-9), and NaCl concentrations (0-1,000 mM), and divalent metal ions (Ca2+, Co2+, Cu2+, Mg2+, Mn2+, Hg2+, and Zn2+) was examined. At the optimized condition, LysSAP8 could disrupt approximately 3.46 log CFU/ml of the planktonic cells in their exponential phase of growth within 30 min. In this study, we have suggested that LysSAP8 could be a potent alternative as a biocontrol agent that can be used to combat MRSA.
Yu, Ji-Gang;Lim, Jeong-A;Song, Yu-Rim;Heu, Sunggi;Kim, Gyoung Hee;Koh, Young Jin;Oh, Chang-Sik
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.26
no.2
/
pp.385-393
/
2016
Pseudomonas syringae pv. actinidiae causes bacterial canker disease in kiwifruit. Owing to the prohibition of agricultural antibiotic use in major kiwifruit-cultivating countries, alternative methods need to be developed to manage this disease. Bacteriophages are viruses that specifically infect target bacteria and have recently been reconsidered as potential biological control agents for bacterial pathogens owing to their specificity in terms of host range. In this study, we isolated bacteriophages against P. syringae pv. actinidiae from soils collected from kiwifruit orchards in Korea and selected seven bacteriophages for further characterization based on restriction enzyme digestion patterns of genomic DNA. Among the studied bacteriophages, two belong to the Myoviridae family and three belong to the Podoviridae family, based on morphology observed by transmission electron microscopy. The host range of the selected bacteriophages was confirmed using 18 strains of P. syringae pv. actinidiae, including the Psa2 and Psa3 groups, and some were also effective against other P. syringae pathovars. Lytic activity of the selected bacteriophages was sustained in vitro until 80 h, and their activity remained stable up to 50℃, at pH 11, and under UV-B light. These results indicate that the isolated bacteriophages are specific to P. syringae species and are resistant to various environmental factors, implying their potential use in control of bacterial canker disease in kiwifruits.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.