• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권2호
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• pp.110-117
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• 2009

독도에 자생하고 있는 야생 가지과 식물근권세균들의 특성을 밝히기 위해 까마중을 채집하였다. 까마중 근권으로부터 총 44종의 포자형성세균 혹은 질소고정세균을 분리하였다. 이 균주들은 16S rDNA 염기서열을 이용하여 부분 동정하였다. PGPR로써의 특성을 밝히기 위해 옥신 생산능, 인 가용능, 그리고 Siderophore 형성능을 측정하였다. 식물 생장호르몬인 옥신을 형성하는 균주는 19종, 난분해성 인을 분해할 수 있는 균주는 8종, 식물병원균을 억제하는 siderophore를 형성할 수 있는 균주는 13종으로 확인되었다. 우리나라에서 널리 재배되고 있는 가지과식물인 담배와 고추에 직접 적용하여, 식물의 생장 촉진 효과 및 식물 전신유도저항성 효과를 확인하였다. 특히 KUDC1009는 식물의 생장 촉진 효과 그리고 식물병원균에 대한 저항성을 증가시키는 등 다기능의 능력을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 독도의 근권세균들은 다양한 스트레스 환경하에서 야생 까마중이 생존하는데 많은 도움을 주는 것을 추측 할 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제13권6호
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• pp.926-936
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• 2003

Overexpression of human Bcl-2 protein in recombinant Chinese hamster ovary (rCHO) cells producing humanized antibody (SH2-0.32) considerably suppressed sodium butyrate (NaBu)-induced apoptosis during batch culture by using commercially available serum-free medium, which extended the culture longevity. Due to the extended culture longevity provided by the anti-apoptotic effect of Bcl-2 overexpression, the final antibody concentration of 14C6-bcl-2 culture (Bcl-2 high producer, $23\;\mu\textrm{g}\;ml^{-1}$) was 2 times higher than that of the $SH2-0.32-{\Delta}bcl-2$ culture (cells transfected with bcl-2-deficient plasmid, $10.5\;\mu\textrm{g}\;ml^{-1}$) in the presence of NaBu. To determine the effect of NaBu/Bcl-2 overexpression on the molecular integrity of protein products, antibodies purified from 14C6-bcl-2 and $SH2-0.32-{\Delta}bcl-2$ cultures in the presence of NaBu were characterized by using various molecular assay systems. For comparison, antibody purified from the parental rCHO cell culture (SH2-0.32) in the absence of NaBu was also characterized. No significant changes in molecular weight of antibodies could be observed by SDS-PAGE. From GlycoSep-N column analysis, it was found that the core oligosaccharide structure ($GlcNAc_2Man_3GlcNAc_2$) was not affected by NaBu/Bcl-2 overexpression, while the microheterogeneity of N-linked oligosaccharide structure was slightly affected. Compared with the antibody produced in the absence of NaBu, the proportion of neutral oligosaccharides was increased from 10% (14C6-bcl-2) to 16% ($SH2-0.32-{\Delta}bcl-2$) in the presence of NaBu, which was accompanied by the reduced proportion of acidic oligosaccharides, especially of monosialylated and disialylated forms. The changes in microheterogeneous oligoformal structures of antibody in turn affected the mobility of antibody isoforms in isoelectric focusing (IEF), resulting in the occurrence of some more basic antibody isoforms produced in the presence of NaBu. However, the antigen-antibody binding properties were not changed by alteration of glycosylation pattern. The competitive enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) showed that the antibody produced by NaBu/Bcl-2 overexpression maintained its antigen-antibody binding properties with binding affinity of about $2.5{\times}10^9{\;}M^{-1}$. Taken together, no significant effects of NaBu/Bcl-2 overexpression on the molecular integrity of antibodies, produced by using serum-free medium, could be observed by the molecular assay systems.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권1호
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• pp.141-148
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• 2017

The oxidation ditch (OD) is one of the most widely used processes for treating municipal wastewater. However, the microbial communities in the OD systems have not been well characterized, and little information about the shift of bacterial community during the startup process of the OD systems is available. In this study, we investigated the bacterial community changes during the startup period (over 100 days) of a full-scale OD. The results showed that the bacterial community dramatically changed during the startup period. Similar to the activated sludge samples in other studies, Proteobacteria (accounting for 26.3%-48.4%) was the most dominant bacterial phylum in the OD system, but its relative abundance declined nearly 40% during the startup process. It was also found that Planctomycetes proliferated greatly (from 4.79% to 13.5%) and finally replaced Bacteroidetes as the second abundant phylum in the OD system. Specifically, some bacteria affiliated with genus Flavobacterium exhibited remarkable decreasing trends, whereas bacterial species belonging to the OD1 candidate division and Saprospiraceae family were found to increase during the startup process. Despite of the bacterial community shift, the organic matter, nitrogen, and phosphorus in the effluent were always in low concentrations, suggesting the functional redundancy of the bacterial community. Moreover, by comparing with the bacterial community in other municipal wastewater treatment bioreactors, some potentially novel bacterial species were found to be present in the OD system. Collectively, this study improved our understandings of the bacterial community structure and microbial ecology during the startup of a full-scale wastewater treatment bioreactor.

• 대한환경공학회지
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• 제39권7호
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• pp.426-439
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• 2017

이 총설은 근권에서 일어나는 유기산, 산화음이온, 그리고 금속 산화물 간의 상호작용을 이해하는데 활용하고 있는 적외선 분광학과 계산화학에 대한 기본적 원리, 역사, 적용 분야, 장점, 그리고 단점에 대해 최근 연구들을 바탕으로 요약하였다. 식물의 유기산과 금속 산화물은 토양 환경에서 산화음이온의 유효도와 이동성을 결정하기 때문에, 산화음이온의 환경 내 거동을 이해하기 위해서는 계면에서 이들의 상호작용을 이해하는 것이 중요하다. 적외선 분광학의 감쇠 전반사 기법은 계면에서 일어나는 화학적인 반응을 측정하는 강력한 도구이지만, 광학적 특성들이 실험 설계와 대상에 따라 매우 다르게 나타날 수 있으므로 이를 이용한 측정은 까다롭다. 전반사에 의해 발생하는 소멸파의 침투 깊이가 가장 중요한 매개 변수인데, 침투 깊이는 적외선의 입사각과 대상 파장, 그리고 매질의 굴절률에 따라 결정된다. 또한, 적외선을 이용하여 계면에서의 화학반응을 분석할 때 겹쳐서 발생하는 스펙트럼을 해석하는 것 역시 큰 문제이기 때문에, 겹쳐 나타나는 스펙트럼을 해석하여 밴드를 검출하고, 이 스펙트럼을 deconvolution하는 것이 필수적이다. 본 총설에서는 적외선스펙트럼을 처리하는 기본적인 절차와, 밴드 검출에 사용하는 네가지 방법인 도함수 분광학과 이차 상관 분광학, multivariate curve resolution, 계산 화학을 액체상에 존재하는 인산염 종분화로 설명하였다. 스펙트럼 처리와 계산 화학을 조합하였을 때 간단한 계에서 측정한 겹쳐진 스펙트럼 결과는 해석할 수 있었지만, 자연과 같은 복잡계에서 측정한 겹쳐진 스펙트럼을 해석하는 것은 여전히 불가능한 상황이다. 그러나 향후 분석 및 신호 처리 기술 발달에 따라 복잡계뿐만 아니라 자연계에서 일어나는 계면 반응을 해석할 수 있을 것으로 기대한다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제38권2호
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• pp.70-88
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• 2020

대부분의 스타터 배양균은 유산균(LAB)군(group)에 속하며 미국 식품의약국(FDA)과 유럽식품안전청(EFSA)에 의해 안전하다고 인정받고 있다. 그러나, LAB는 항생제 내성(antibiotic resistance) 유전자를 위한 내적 또는 외적 저장소로 작용할 수 있다. 하지만 저항 유전자 전달이 수직이기 때문에 이 사실은 그 자체가 안전상의 문제가 아닐 수도 있다. 그럼에도 불구하고 외부 유전적 요소는 심각한 안전 문제를 나타내는 인체 장내 미생물뿐만 아니라 병원균의 저항성 수평 전달에 유리한 변화를 유도할 수 있다. 항생제 내성을 가진 유산균의 일부 속(genus)에는 발효육 및 유제품에서 분리된 Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Streptococcus 등이 포함된다. 현재 WHO는 식품산업에서 사용되는 LAB는 저항이 없어야 한다고 권고하고 있다. 다행히도 한국의 식품의약품안전처가 인정한 프로바이오틱스 균주 중 Enterococcus에 해당되는 균주는 E. faecium과 E. faecalis인데, 2019년 4월 1일부터 E. faecium과 E. faecalis의 독성인자와 항생제 내성전달인자 모두 없다고 인정된 경우에면 사용이 허가된다. 따라서 LAB의 산업적 중요성을 고려할 때 앞으로 인체와 동물장관 유래의 LAB은 체계적인 탐색 및 동정, 병원성 및 항생제 내성 유전자의 확인, 식품 및 가축사료 첨가제로의 활용, 안전성 평가연구는 계속 필요하다고 사료된다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제32권2호
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• pp.112-122
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• 2016

Virus-induced gene silencing (VIGS) is an effective tool for the study of soybean gene function. Successful VIGS depends on the interaction between virus spread and plant growth, which can be influenced by environmental conditions. Recently, we developed a new VIGS system derived from the Soybean yellow common mosaic virus (SYCMV). Here, we investigated several environmental and developmental factors to improve the efficiency of a SYCMV-based VIGS system to optimize the functional analysis of the soybean. Following SYCMV: Glycine max-phytoene desaturase (GmPDS) infiltration, we investigated the effect of photoperiod, inoculation time, concentration of Agrobacterium inoculm, and growth temperature on VIGS efficiency. In addition, the relative expression of GmPDS between non-silenced and silenced plants was measured by qRT-PCR. We found that gene silencing efficiency was highest at a photoperiod of 16/8 h (light/dark) at a growth temperature of approximately $27^{\circ}C$ following syringe infiltration to unrolled unifoliolate leaves in cotyledon stage with a final SYCMV:GmPDS optimal density $(OD)_{600}$ of 2.0. Using this optimized protocol, we achieved high efficiency of GmPDS-silencing in various soybean germplasms including cultivated and wild soybeans. We also confirmed that VIGS occurred in the entire plant, including the root, stem, leaves, and flowers, and could transmit GmPDS to other soybean germplasms via mechanical inoculation. This optimized protocol using a SYCMV-based VIGS system in the soybean should provide a fast and effective method to elucidate gene functions and for use in large-scale screening experiments.

• 대한환경공학회지
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• 제28권10호
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• pp.1024-1030
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• 2006

Genus Nitrospira와 Nitrobacter는 폐수 질산화 시스템의 대표적인 아질산 산화균으로 알려져 있다. Genus Nitrospira는 아질산 농도가 매우 낮은 조건에서도 이를 효율적으로 활용하는 K-strategists로 알려져 있는 반면에 Nitrobacter 종은 기질소비와 성장이 빠른 r-strategists로 알려져 왔다. 또한 유기물이나 용존산소도 아질산 산화균의 분포에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 아질산과 유기물, 용존산소가 복합적으로 작용하는 질산화 시스템에서 아질산 산화균의 분포와 경쟁에 어떻게 영향을 받는지를 검토하였다. 이를 위하여 실험실 규모의 질산화 생물반응기와 질산화-탈질을 수행하는 $A_2O$ 계열의 실제 폐수처리장에서 여러 항목과 두 종류의 아질산 산화균 분포를 측정, 비교하였다. 그 결과 아질산 농도는 평균 5 mg-N/L로 유지되며, 호기조건에서 유기물이 매우 낮게 유지되는 실험실 질산화 생물반응기는 Nitrobacter가, 호기-무산소 조건에서 질산화-탈질이 일어나고 아질산이 거의 없는 상태이며 유기물이 비교적 높게 유지되는 $A_2O$ 폐수처리장은 Nitrospira가 우점종으로 분포하였다. 이것은 여러 인자가 복합적으로 작용하는 상태에서는 아질산 산화균의 분포가 유기물과 용존산소 보다는 아질산 농도가 가장 중요한 인자임을 보여주며 기질 친화도가 낮지만 반응속도가 빠른 Nitrobacter가 r-strategist, genus Nitrospira는 기질친화도가 높은 K-strategist인 특성을 보임을 확인하였다.

• KSBB Journal
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• 제22권6호
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• pp.371-377
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• 2007

나노기술과 바이오기술의 융합연구에 의해 나노바이오기술이 발전되고 있다. 나노바이오기술의 중요한 응용연구 중의 하나로서, 진단이나 바이오센서 분야에서 단백질-단백질 및 단백질-바이오물질간의 상호작용을 연구하기 위한 단백질 센서 칩이 개발되어 왔다. 본 논문에서는 단백질의 선택적 고정화를 위한 새로운 생체고분자 기질로 PHA를 이용하는 첫 번째 예로서, 단백질-단백질 및 항원-항체 반응의 구현을 나타내고자 하였다. 본 시스템은 PHA 표면 위에서 PHA depolymerase의 SBD와의 선택적 결합에 기반한 것으로, PHA depolymerase의 SBD와 융합된 단백질이 PHA가 코팅된 표면 위에 spotting 될 수 있고 미세접촉인쇄방법에 의해 PHA 위에 미세패턴이 제조되어지는 것을 알 수 있었다(52, 53). 이러한 새로운 전략이 PHA depolymerase의 SBD와 다른 단백질을 융합함으로서 미세 spotting과 미세패터닝이 가능하게 되었고 항원-항체의 생물학적 반응을 통해 많은 바이오센서 칩 연구에 응용될 수 있음을 확인하였다. 또한, PHA 마이크로 비드에도 PHA depolymerase의 SBD와 융합된 단백질을 고정시킴으로서 항원-항체 반응을 유도할 수 있음을 확인하였다(54). PHA의 구조를 변경하여 PHA 기판, PHA 필름, PHA 미세패턴, PHA 마이크로 비드 등을 이용할 수 있으며 multiplex assay를 동시에 진행할 수 있는 다양한 융합 단백질을 사용할 수 있을 것이다. 생분해성 플라스틱으로서 성공적으로 개발된 PHA를 이용한 새로운 플랫폼 기술이 PHA depolymerase의 SBD를 이용함으로서 특이적이고 선택적인 단백질의 고정화에 이용될 수 있음을 확인하였다. 본 전략이 다양한 단백질-단백질 및 단백질-바이오물질 반응을 이용한 바이오칩 및 바이오센서의 응용연구에 유용하게 사용될 것이다.

• 한국산림과학회지
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• 제101권1호
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• pp.158-162
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• 2012

기내배양된 식물체의 순화는 클론임업을 위한 건전한 식물체 생산에 중요하며 기내의 미세환경이 차후 기외생장에 영향을 미친다. 기외생장에 미치는 기내 환경조건을 모니터링하기 위하여 백합나무 어뢰형 체세포배를 재료로 반고체배지(SS), 순간침지 생물반응기(TIB), 연속침지 생물반응기(CIB)에서 배양시키고 식물체를 재생하여 배양 방식에 따른 순화 식물체의 생장을 비교하였다. 결론적으로 기내배양 조건에 따라 차 후 순화 식물체의 형태적 특성, 기공전도도, 증산율 및 엽록소 함량에 영향을 받는 것으로 나타났다. CIB에서 배양된 식물체는 순화식물에서 바이오매스 생장이 가장 낮은 것으로 나타났다. CIB 배양 식물체의 순광합성율은 SS와 TIB 배양 식물체와 같은 것으로 나타났다. 그러나, 기공전도도, 증산율, 세포간 air space에서의 이산화탄소 부분압은 SS와 TIB 배양 식물체보다 낮은 것으로 나타났다. 결론적으로, TIB의 배양체는 여러 가지 생장특성에서 SS 배양체 보다 높거나 다소 낮은 값을 보여 SS, CIB 배양체보다 건전한 식물체 생산이 가능한 것으로 나타났다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제36권4호
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• pp.208-219
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• 2018

낙농업 및 유가공 제품의 생산과 유통에서 살모넬라 감염에 의한 살모넬라증의 발생은 빈번하며, 이 세균의 항미생물 제제에 대한 내성 증가 현상 또한 지속되고 있어 새로운 항미생물 제제의 수요는 감소하지 않는다. 세균막의 훼손은 세균 생존을 쉽게 위협할 수 있기 때문에 개발되는 항미생물 제제들은 주로 세균의 막을 표적으로 삼지만, 개발되는 제제들이 실제로 세균막의 훼손을 초래하는지 구별하는 것은 많은 노력과 비용을 수반한다. 본 연구에서는 E. coli 세포막 스트레스에 의해 발현이 유도되고, 세균막 외부공간에서만 위치하며, 그 구조상 많은 단백질의 구조 안정화에 기여할 것으로 예상되는 chaperone 단백질 Spy(spheroplast protein Y)의 유전자에 상응하는 살모넬라 spy 유전자에 gfp(green fluorescence protein) 오페론 융합체를 제조하여, 이 융합체가 Salmonella enterica의 두 혈청형 Enteritidis와 Gallinarum의 세포막 스트레스를 인지하여 GFP 발현량이 크게 증가하는 것을 확인하였다. 또한 세균막 스트레스 신호를 특이적으로 인지하는 이인자 신호전달 체계(two component signal transduction system)인 Bae와 Cpx들이 두 살모넬라 혈청형의 spy 유전자 전사 유도에 필수적임을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 사용한 spy-gfp 오페론 융합체는 S. Enteritidis와 S. Gallinarum의 세포막 훼손을 특이적이고 신속하게 인식하는 biosensor로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.