• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제3권1호
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• pp.24-30
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• 1993

In order to develop a novel yeast which produces the charateristic aroma of soy sauce, a protoplast fusion between Zygosaccharomyces rouxii WFS4 and Torulopsis versatilis IAM 4993 was carried out. Auxotrophic mutants as selective markers were obtained from Zygosaccharomyces rouxii and Torulopsis versatilis by treatment of N-methyl-N -nitro-N-nitrosoguanidine. The conditions of the protoplast formation and the regeneration for fusion were examined. The protoplast fusion using polyethylene glycol 4000 led to the fusion frequency of $4~5{\times}10^{-7}\;cells/ml$. Among fusants, a fusant ST723-F31 presented the best results in terms of the aromaticity of fragrance, the growth pattern, the resistance against salt and the degree of growth according to pH. It makes easy to control the production and the balance of aroma components so that it gives a good flavor, shortens the fermentation period and, simplifies the preparation process when using a bioreactor into which fusant is immobilized.

• 미생물학회지
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• 제27권4호
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• pp.422-429
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• 1989

Auxotrophic mutant were isolated from wild types by the treatment with NTG as a mutagen, and the conditions of protoplast formation for them were established. The protoplasts of killer yeast Saccharomyces cerevisiae K52 were formed to the level of above 70% when cells grown for 20 hr in PM medium were treated with 200 unit/ml Lyticase 50,000 at $30^{\circ}C$ for 60 min after pretreatment of 50 mM 2-mercaptoethanol in 10mM potassium phosphate buffer (pH 7.5) containing EDTA and 0.6 M sorbitol for 15 min. Also, the protoplast of the recipient S. cerevisiae S 29 were formed to the level of above 85% as it was cultured to the log phase of 24 hr in PM medium under the same conditions. The fusion frequency between the protoplast of killer yeast S. cerevisiae K 52 and the protoplast of recipient S. cerevisiae S 29 was reached to $8.2\times 10^{-6}$ when the hypertonic regeneration medium embeded with the fused protoplasts after mixing the parental protoplasts to 10$^{8}$ cells/ml in SP buffer containing 20 mM $CaCl_{2}$ and 30% PEG 6,000 for 15 min at $30^{\circ}C$ were incubated.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제1권3호
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• pp.151-156
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• 1991

In order to construct a yeast strain having high ethanol tolerance together with good lactose fermentation ability, the protoplast fusion using Saccharomyces cerevisiae STV 89 and Kluyveromyces fragilis CBS 397 was carried out. Auxotrophic mutants of K. fragilis were obtained as a selection marker by treatment of ethylmethane sulfonate. The best mutant for protoplast fusion was selected based on the capabilities of ${\beta}-galactosidase$ production and lactose fermentation. The protoplast fusion using polyethylene glycol and calcium chloride solution led to the fusion frequence of $3{\times}10^{-6}$ and a number of fusants were obtained. Among these fusants, a fusant F-3-19 showed the best results in terms of ethanol tolerance, ${\beta}-galactosidase$ activity and lactose fermentation. The performance of lactose fermentation and ethanol tolerance by this fusant were better than those of K. fragilis. Study on the ethanol tolerance having relation to fatty acid composition and intracellular ethanol concentration revealed that the fusant F-3-19 had a higher unsaturated fatty acids content and accumulated less amount of intracellular ethanol compared with a parent of K. fragilis.

• 생명과학회지
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• 제29권3호
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• pp.376-381
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• 2019

본 연구는 에탄올내성, 내열성, ${\beta}-glucanase$ 활성 및 xylose 대사가 가능한 새로운 생물시스템을 육종하기 위해 원형질체융합(protoplast fusion)이라는 방법을 사용하여 S. cerevisiae BYK-F11 균주와 P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주와의 genome shuffling을 시도하였다. P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주는 URA3 유전자를 결실시켜 uracil 영양요구주로 구축되었다. Protoplast fusion을 통해 몇몇의 융합체가 선별되었고, 두 모균주인 BYK-F11 균주와 P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주의 핵형(karyotype)를 모두 가지는 BYKPS-F8 균주가 22개의 융합체중에서 최종 선정되었다. 이어 ${\beta}-glucanase$ 활성, xylose 이용능, 에탄올내성, 내열성 및 에탄올생산성에 대한 다양한 표현형이 조사되었다. BYKPS-F8 균주는 모균주인 BYK-F11 균주가 가지는 ${\beta}-glucanase$ 활성을 가지게 되었고, P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주가 가지는 xylose 이용능도 모균주보다 1.2배 증가되었음을 확인할 수 있었다. BYKPS-F8 균주는 $40^{\circ}C$에서 내열성을 보였으며, 8% 에탄올이 첨가된 배지에서 모균주에 비해 에탄올 내성이 증가되었음을 확인 할 수 있었다. 20 g/l의 xylose가 함유된 배지에서 72시간 배양에 의해 약 7.5 g/l의 에탄올을 생산할 수 있었으며, 260시간의 장기간의 배양에도 BYKPS-F8균주에 도입한 다형질이 안정적으로 유지됨을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서 사용된 균주 육종방법을 통해 다형질을 가진 다른 속간의 균주 융합 및 산업적으로 유용한 생물시스템의 육종이 가능함을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제14권5호
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• pp.359-363
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• 1986

본 실험의 목적은 starch의 alcohol발효에 있어서 전분의 $\alpha$-1.4 linkage을 분해하여 alcohol발효를 하는 S diastaticus와 전분 중의 $\alpha$-1.4, $\alpha$-1.6 linkage를 모두 분해할 수 있는 C. tropicalis 간의 이속간의 protoplast fusion을 시켰다. 이때 세포 융합의 빈도는 $10^{-5}$-$10^{-6}$이였으며, 이틀 융합체중 amylase 생성능과 유전적으로 안정한 융합체를 분리하였다. fusant의 성질을 조사하기 위하여 탄소원 자화능을 조사한바 parent와 달리 탄소원 자화능이 일부 보완됨을 보였고 또한 fusant는 원 parent보다 세포의 크기가 클 뿐만아니라, DNA함량도 많았다. spore형성능은 S. diastaticus A4는 spore를 형성하나 C. tropicalis는 형성할 수 없는 반면에 fusant는 형성하였고, Cu$^{++}$ 내성과 NaCl 내염성도 조사하였는데 fusant는 parent의 중간 성질을 가졌다. Fusant의 증식율을 조사하기 위하여 생육도를 조사한 결과 Parent보다 유도기가 길었음을 알았다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권2호
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• pp.88-93
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• 1989

Xylan성 biomass로부터 직접 alcohol을 얻고자 xylose 발효효모 X-6-41 균주의 NTG mutant인 X-6-41-1(his-) 균주와 xylanase 분비효모인 XB-33 의 NTG mutant XB-33-37(Arg-) 균주를 세포융합 시켰다. 원형질체 생성조건은 KYPX(XB-33), KYPD(X-6-41)에서 대수증식기 말기까지 증식한 세포를 집균하여 zymolyase(0.25mg/$m\ell$), cellulase (4mg/$m\ell$)와 100mM 2-mercaptoethanol 처리시 protoplast화 율은 X-6-41 경우 80%, XB-33인 45%로 나타났다. 선별된 융합체의 탄소자화능은 parent의 자화능을 서로 보완하였음을 확인하였고 xylan에서의 alcohol 발효는 2% xylan에서 발효 15 일만에 총당에 대해 0.28% alcohol 농도를 나타내었다. Parent와 fusant의 xylanase 활성은 완전배지 보다 최소배지상에서 높았는데 이것은 xylose 발효효모(X-6-41)의 경우 isoleucine에 의한 xylanase production inhibition 효과와 일치하였다.

• 미생물학회지
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• 제24권4호
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• pp.364-369
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• 1986

Streptomyces tuberaidicus 의 원형질체 생성, 생성된 원형질체의 정상 균사체료의 환원 그리고 원형질체 융합에 대하여 조 사하였다. 또한 균사체로부터 원형질체가 생성되는 과정을 주사전자현미경을 사용하여 관찰하였다. 원형칠체는 슐샤의 끝부위 에서 뿐만 아니라 균샤 말단의 부풀어오른 부위 그리고 균사의 중간 부위에서도 생성이되는 세 종류의 원형질체 생성양을 보였다. 원형질체의 정상균사체로의 환원률은 tryptone-yeast extract-sodium acetate-$MgCl_2-CaCl_2$-sucrose로 조성된 배 지에서 대략 17%이었으며, 이때 $Ca^{++},\;Mg^{++}$ soccrose의 농도가 각각 50mM, 5mM, 0.4-0.SM일때 최척의 환원률을 보였다. S. tµberaidicµs의 histidine과 adenine을 요구하는 두 균주의 원형질서l간의 융합에서 30% 이상의 융합빈도플 얻

• 생명과학회지
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• 제23권10호
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• pp.1192-1198
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• 2013

바이오 에탄올 생산을 위한 최적 효모균주의 개량을 위해 효모 genome shuffling 법을 이용하여 에탄올내성, 내열성 및 ${\beta}$-1,3-glucanase 활성을 가진 효모균주의 육종을 계획하였다. 본 연구에서는 세포 외 ${\beta}$-1,3-glucanase 활성을 가진 Saccharomyces cerevisiae $BY4742{\Delta}exg1$/pAInu-exgA 균주와 에탄올내성 및 내열성을 가진 S. cerevisiae YKY020 균주를 효모 protoplast fusion을 통하여 융합시켰다. 세포융합에 의해 $40^{\circ}C$에서 내열성을 보이는 네 개의 후보 균주(No. 3, 9, 11, 12)를 선별한 다음, 7% 에탄올 농도에서의 에탄올내성 및 ${\beta}$-1,3-glucanase 활성을 조사하였다. 두 모균주의 모든 표현형을 보이는 하나의 균주(No. 11)가 선별되었고, 이 균주를 BYK-F11이라고 명명하였다. BYK-F11 융합균주는 $BY4742{\Delta}exg1$/pAInu-exgA와 YKY020균주에 비해서 증가된 세포성장속도, 에탄올 내성, ${\beta}$-1,3-glucanase 활성 및 에탄올 생산성을 보임을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 다양한 특성을 가지지만 같은 접합형을 가진 효모균주들을 protoplast fusion법을 사용하여 손쉽게 새로운 산업용 효모균주로 육종시킬 수 있다는 것을 증명하였다.

• 미생물학회지
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• 제27권3호
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• pp.221-224
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• 1989

녹말로부터 에탄올을 직접 생산하는 균주를 개발하고자 amylase 활성이 높은 Aspergillus oryzae와 알콜발효능이 있는 Saccharomyces cerevisiae의 원형질체를 융합하였다. 이들의 융합을 유도하기 위해서 fusogen으로 35% PEG 4000을 사용하였으며, 융합체의 선별을 위한 유전적 지표로는 아미노산 요구성을 사용하였다. 융합률은 $4.6\times 10^{-6}$이었다. 선별된 융합체들은 효모의 형태였으며 amylaseghkf성을 나타내었고, 에탄올을 생사하였다. 그리고 이들 성질 중에서 형태는 후세대에도 안정하게 유지되었으나 녹말로부터의 알콜 생성능은 현저히 감소하였다. 비록 포도당 배지에서의 융합체들의 알콜 생산은 S. cerevisiae의 0.5배에 지나지 않았으나, Prototroph인 S. cerevisiae와는 달리 이들은 녹말로부터 직접 에탄올을 생산할 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제14권4호
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• pp.305-310
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• 1986

본 연구의 목적은 yeast중 glucoamylase를 분비하는 S. diastaticus와 발효성 효모인 S. cerevisiae 간의 세포융합을 하여 당화와 발효의 두 공정을 단일화하는데 있다. 각각의 Parental protoplast를 1:1로 섞은 후 PEG(M W. 4,000) 30%와 10mM CaCl$_2$용액으로 fusion시킨 결과 $10^{-4}$~$10^{-5}$ 빈도였으며, 총 fusant중 HSDD의 경우 24%, HSDM은 36.8%가 2 회의 subculture로 친주 유리의 auxotrophic cell로 segregation하였고, glucoamylase 생성 균주 중 HSDD는 9.7%, HSDM은 12.7%만이 S. diastaticus 야생주 수준의 효소 생성을 보였다. 이들 fusant의 특징을 조사해 본 바 원 Parent보다 세포의 크기가 클 순 아니라 DNA함량도 많았으며 S. cerevisiae가 spore을 전혀 형성하지 못한데 반해 융합체들은 spore을 잘 형성하였다. 이들의 fusant중 유전안정성 이 높고 glucoamylase 생성능도 강한 HSDD-170과 HSDM-119를 최종적으로 선별하였다.