• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권8호
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• pp.1060-1068
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• 2021

Community-associated Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (CA-MRSA) is notorious as a leading cause of soft tissue infections. Despite several studies on the Agr regulator, the mechanisms of action of Agr on the virulence factors in different strains are still unknown. To reveal the role of Agr in different CA-MRSA, we investigated the LACΔagr mutant and the MW2Δagr mutant by comparing LAC (USA300), MW2 (USA400), and Δagr mutants. The changes of Δagr mutants in sensitivity to oxacillin and several virulence factors such as biofilm formation, pigmentation, motility, and membrane properties were monitored. LACΔagr and MW2Δagr mutants showed different oxacillin sensitivity and biofilm formation compared to the LAC and MW2 strains. Regardless of the strain, the motility was reduced in Δagr mutants. And there was an increase in the long chain fatty acid in phospholipid fatty acid composition of Δagr mutants. Other properties such as biofilm formation, pigmentation, motility, and membrane properties were different in both Δagr mutants. The Agr regulator may have a common role like the control of motility and straindependent roles such as antibiotic resistance, biofilm formation, change of membrane, and pigment production. It does not seem easy to control all MRSA by targeting the Agr regulator only as it showed strain-dependent behaviors.

• 대한소아치과학회지
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• 제44권2호
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• pp.170-179
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• 2017

본 연구의 목적은 국내 상품화된 일반 우유와 저지방 우유의 우식원성을 CDC Biofilm Reactor를 사용한 세균막 모델을 통해 비교하는 것이다. 소의 법랑질 시편에 Streptococcus mutans ATCC 25175 세균막을 형성하였다. 하루에 3번 일반 우유, 저지방 우유와 0.9% 생리식염수를 세균막에 노출시켰다. 시간의 흐름에 따른 배지의 pH 변화를 측정하였다. 실험 5일째 시편에서 세균막을 분리하여 세균의 집락 형성단위를 측정하였다. 세균막의 두께는 공초점현미경으로 관찰하였다. 실험 전, 후의 표면미세경도를 측정하여 시편의 미세경도변화율을 평가하였다. 세 군 간의 pH 변화 양상과 세균막 두께는 유사하였으며 미세경도변화율과 세균의 집락형성단위는 유의한 차이를 보이지 않았다(p > 0.05). 본 연구 결과, 일반 우유와 저지방 우유의 우식원성은 차이를 보이지 않았으며, 우유는 우식에 대해 안전한 식품임을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권2호
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• pp.83-91
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• 2012

본 총설은 N-acyl-homoserine lactone (AHL)에 기반한 quorum sensing(QS)을 비롯한 다양한 QS 시스템 및 생물막 형성과의 관련성에 대한 연구 동향을 정리하였다. 또한 anti-QS으로서 quorum quenching 전략을 이용한 생물막 억제 연구 동향에 대해 중점적으로 서술하였다. 세균의 독특한 신호전달 체계인 QS는 AHL과 같은 특정한 신호분자의 농도에 의해 세균의 집단적 행동 양식이 결정되는 세포밀도-의존성 유전자 발현 조절 메커니즘이다. QS 시스템은 미생물의 부착 및 생물막 형성에 있어 중요한 역할을 한다. AI-1이나 AI-2에 의한 QS는 생물막 형성 과정에 필요한 세포외 다당류, 단백질, 세포 외 DNA 등 주요한 구성 성분 등의 생산뿐만 아니라, 세균의 운동성 조절, 부착, 생물막 해체 과정까지도 조절하는 기능을 한다. 일부 세균의 경우 QS시스템 이외에도 second messenger로 알려진 c-di-GMP에 의한 signaling이 QS와 서로 연결되어 생물막 형성이나 병독성과 같은 타깃들을 함께 조절한다. 생물막은 병원성 세균에 의한 감염 시 여러 가지 병독성 가운데 가장 중요한 요소 중 하나이기 때문에, 생물막 형성을 조절하는 QS를 차단하기 위한 다양한 anti-quorum sensing 전략이 연구되고 있다. Anti-QS 접근 방식은 의학적 이용뿐만 아니라 물에 노출되어있는 MBR을 비롯한 많은 산업적 장치 등에서 생물막 형성으로 인한 손상 및 오염을 방지하기 위해 쓰일 수 있다. Anti-QS 전략 중 신호분자인 AHL을 무력화 시키는 quorum quenching 효소(AHL-lactonase, AHL-acylase, oxidoreductas)를 이용하여 생물막 형성을 억제할 수 있으며, 막을 이용한 수처리 공정에서 막에 발생하는 biofouling을 완화시킬 수 있는 새로운 anti-fouling 처리 기술로서 이러한 QQ 효소의적용 가능성을 보여 주고 있다.

• 대한소아치과학회지
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• 제42권4호
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• pp.302-311
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• 2015

본 연구는 Planktonic growth inhibition test와 CDC Biofilm Reactor를 사용한 Biofilm assay를 통해 S-PRG filler를 함유하는 치면열구전색제의 S. mutans에 대한 항미생물 효과를 기존의 치면열구전색제와 비교하고자 하였다. S-PRG 필러를 함유하는 치면열구전색제인 BeautiSealant, 불소를 방출하는 치면열구전색제인 Clinpro$^{TM}$ sealant, 불소 미방출 치면열구전색제인 Concise$^{TM}$ sealant를 실험군으로 선정하였다. 성장억제평가를 위해 치면열구전색제를 사용하지 않은 군을 음성 대조군으로 설정하였으며, 3개의 실험군 모두 대조군보다 유의할 정도로 낮은 집락 형성 단위를 보였고, Clinpro$^{TM}$ sealant가 BeautiSealant와 Concise$^{TM}$ sealant보다 유의할 정도로 낮은 집락 형성 단위를 보였다. BeautiSealant와 Concise$^{TM}$ sealant 군간에는 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 바이오 필름 평가에서도 Clinpro$^{TM}$ sealant군이 BeautiSealant와 Concise$^{TM}$ sealant군들에 비해 유의할 정도로 낮은 집락 형성을 보였으며, BeautiSealant와 Concise$^{TM}$ sealant 군간에 유의한 차이는 관찰되지 않았다. 본 연구 결과 S-PRG filler를 포함하는 치면열구전색제인 BeautiSealant는 기존의 불소방출 치면열구전색제에 비하여 낮은 항미생물 효과와 높은 바이오 필름 형성능을 보였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권9호
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• pp.1593-1604
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• 2016

Recently, bacterial quorum quenching (QQ) has been proven to have potential as an innovative approach for biofouling control in membrane bioreactors (MBRs) for advanced wastewater treatment. Although information regarding the microbial community is crucial for the development of QQ strategies, little information exists on the microbial ecology in QQ-MBRs. In this study, the microbial communities of biofilm were investigated in relation to the effect of QQ on anoxic/oxic MBRs. Two laboratory-scale MBRs were operated with and without QQ-beads (QQ-bacteria entrapped in beads). The transmembrane pressure increase in the QQ-MBRs was delayed by approximately 100-110% compared with conventional- and vacant-MBRs (beads without QQ-bacteria) at 45 kPa. In terms of the microbial community, QQ gradually favored the development of a diverse and even community. QQ had an effect on both the bacterial composition and change rate of the bacterial composition. Proteobacteria and Bacteroidetes were the most dominant phyla in the biofilm, and the average relative composition of Proteobacteria was low in the QQ-MBR. Thiothrix sp. was the dominant bacterium in the biofilm. The relative composition of Thiothrix sp. was low in the QQ-MBR. These findings provide useful information that can inform the development of a new QQ strategy.

• 상하수도학회지
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• 제14권1호
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• pp.62-75
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• 2000

Most of biological treatment to remove contaminants in municipal wastewater have been conducted by activated sludge process. But, the process have several probIems such as enormous site needed for construction of treatment facilities, unstable treatment due to limited ability to control load fluctuation, frequent sludge bulking and appearance of lots of surplus sludge. In this study, the experiments were performed through submerging biofilm of PEPP media in existing aeration tank with raw water from municipal wastewater treatment plant and then submerging PVDC and PEPP media, different from shape and chemical peculiarity in anoxic reactor. Throughout the experience, nutrient removal efficiency according to HRT, nitrogen phosphorous removal efficiency, behavior of nitrogen and dewatering efficiency have been compared and analysed with those of activated sludge process. As the results, BOD removal efficiency according to BOD volumetric load and F/M ratio was not found any differency in two processes, but was decreased below 90% as going along the condition of high load in activated sludge process. Kinetic coefficient was $K_{max}=1.162day^{-1}$, $K_s=53.77mg/L$, $Y=0.166mgVSS/mgBOD_{rem}$. and $K_d=0.019day^{-1}$. It was found that the removal efficiency, even though in aerobic condition, in biofilm process equipped anoxic reactor was higher than the one in activated sludge process within the range of 70~80%, and became better as HRT increased. Phosphorous removal efficiency was not found any differency in two processes. In biofilm process, treament efficiency even in conditions of high load was not decreased, because the biomass concentration could be maintained in high condition compared with activated sludge process. As HRT increased, suspended and attached biomass was increased and the other hand, F/M ratio was decreased as biomass' increasing. Biomass thickness was increased. from $10.43{\mu}m$ to $10.55{\mu}m$ as HRT increased and density of biomass within $40.79{\sim}41.16mg/cm^2$. The results also present that the dewatering efficiency of sludge generated in biofilm process was higher than in activated sludge process, and became better as HRT increased.

• 구강회복응용과학지
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• 제35권3호
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• pp.160-169
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• 2019

목적: 이번 연구의 목적은 정적인 방법과 동적인 방법으로 형성된 지르코니아 표면에 부착된 바이오필름에 대한 LED 칫솔의 항균 효과를 평가하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 구강 바이오필름을 형성하기 위해 직경 12 mm, 두께 2.5 mm의 지르코니아 디스크를 24-well plate(정적 방법)와 Center for Disease Control and Prevention (CDC) biofilm reactor (동적 방법)에 디스크를 넣어 바이오필름을 형성하였다. 디스크는 아무 처치도 하지 않은 대조군, 상용화된 광역학(PDT) 키트, 치솔질(brushing) 단독, LED 치솔군, LED 치솔과 에리스로신을 같이 적용한 군, 이렇게 5개 그룹으로 구성하였다. 각 군별 처치 후, 개별 디스크를 시험관에 넣고 60 초 동안 vortexing하여 세균을 분리한 후, 분리된 세균 용액을 선택 배지를 이용하여 살아있는 세균 수를 확인한 후 실험 방법에 따른 항균 효과를 계측하였고, 주사전자현미경(SEM)을 통하여 세균의 형태 변화를 관찰하였다. 결과: 바이오필름의 형성과 구성비는 동적인 방법과 정적인 방법에 따른 차이는 관찰되지 않았다. 대조군과 실험군간에 세균의 생존률에 유의한 차이가 있었다(P < 0.05). LED 치솔과 에리스로신을 같이 적용한 군에서 가장 높은 항균 효과가 관찰되었다(P < 0.05). 주사전자현미경 사진상에서 광역학치료군과, LED 치솔군, LED 치솔과 에리스로신을 같이 적용한 군은 세균의 형태 변화가 관찰되었으나, 대조군과 치솔질 단독 사용군에서는 세균의 형태 변화가 관찰되지 않았다. 결론: 이번 연구 결과 지르코니아 표면에 부착된 바이오필름을 효과적으로 제거하는 방법으로 LED 치솔과 에리스로신을 같이 적용하는 것이 추천된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제50권4호
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• pp.548-556
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• 2022

Quorum quenching 활성을 나타내는 acylase 효소는 생물막 형성에 중요한 영향을 미친다. 본 연구에서는 acylase 처리 조건(acylase 처리 시기 및 기간)이 다종 생물막(multispecies biofilm) 형성에 미치는 영향을 규명하였다. 서로 다른 속(genus)에 속하는 9종의 박테리아로 구성된 컨소시엄을 사용하여 acylase 처리 조건에 따른 10가지 episode에서 다양한 acylase 농도(1, 5, 10, 20, 50 mg·l^-1)에 따라 5일 동안 생물막을 형성시켰다. 각 농도별로 5일 동안 acylase를 처리한 조건에서 acylase의 농도가 증가함에 따라 생물막 형성은 억제되었다(linear regression, Y = -0.05· x + 2.37, p < 0.05, R² = 0.88). 모든 acylase 농도 조건에서 acylase를 생물막이 형성된 후에 처리한 경우(L1-L4)에 비해서 생물막 형성 시작 단계에 처리한 경우(B1-B4) 생물막 형성이 더 효과적으로 억제되었다(p < 0.05). ANOVA 결과에 따르면 acylase 10 mg·l^-1 이상 농도에서 acylase 처리 기간(period)은 acylase 처리 시기(application timings, beginning or later)에 상관없이 생물막 형성에 영향을 미쳤다(p < 0.05). 각 농도별 처리 시기(L1-L4 또는 B1-B4)에서 처리 기간과 생물막 형성 사이의 선형 회귀 분석 결과에 따르면 acylase 10 mg·l^-1 이상 농도에서 acylase 처리 기간이 증가함에 따라 생물막 형성은 억제되었다(p < 0.05, 20 mg·l^-1 농도의 L1-L4 제외). 시간에 따른 생물막 형성 결과에 따르면 모든 10가지 episode에서 생물막은 시간에 따라 점차 증가했으며(p < 0.05), 배양 시간과 생물막 형성 사이의 선형 회귀 분석 기울기 값은 acylase를 생물막 형성 시작 단계에 처리했을 때 더 낮게 나타났다(p < 0.05). 본 연구 결과는 생물막 형성 억제에 대한 acylase의 처리 시기 및 기간의 중요성을 시사한다.

• 한국물환경학회지
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• 제20권5호
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• pp.391-396
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• 2004

• 한국식품과학회지
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• 제41권6호
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• pp.681-686
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• 2009

Cronobacter spp.(Enterbacter sakazakii)의 건조저항성은 다른 장내 세균들보다 강한 특성을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 국내 식품으로부터 분리한 110개의 Cronobacter균주로부터 건조내성 특성을 분석하고 여러 상대습도에서의 생존특성을 연구하고자 하였다. 국내 식품에서 분리한 Cronobacter 110균주중 8시간 금속표면 건조노출에 대하여 초기균수의 약 절반정도 생존하는 고내성그룹이 30%, 대부분이 사멸하는 저내성그룹이 약 10%를 차지하여 전체 균주 중 중간정도 이상의 내성을 가지는 균주가 90% 이상을 차지하고 있었다. 15일간 장기 건조노출에 경우도 비슷한 경향을 보여 주었다. 조제분유에서 Cronobacter 건조 노출의 경우 고내성그룹과 중간내성그룹은 30일 이후에도 5 log CFU/mL에서 3 log CFU/mL 이상의 생균수를 나타내었다. 오히려 금속 표면건조 때보다 더 생존율이 높아 조제분유에서는 더 내성이 증가함을 할 수가 있었다. 따라서 국내 식품에서 분리한 대부분의 Cronobacter도 건조에 강한 내성을 가지고 있는 것으로 보인다. 건조환경에서의 biofilm 형성능력은 고내성과 중간 내성그룹 균주는 노출초기에서부터 biofilm 생성이 이루어졌다. 그러나 저내성그룹 균주의 경우에는 biofilm의 형성이 증가하지 않다가 7일 후 biofilm 생성이 많아지는 것으로 분석되었다. 따라서 Cronobacter의 biofilm 형성능은 각 그룹간 biofilm 생성의 시간적인 차이만 존재하고 대부분의 Cronobacter는 건조스트레스에서 biofilm 형성능이 비슷한 것으로 보인다. Cronobacter는 건조금속표면의 75%의 상대습도에서 24-48시간 내에 모두 사멸하는 것으로 나타났으나 40% 상대습도에서는 초기균수의 60% 생균수를 유지하여 낮은 상대습도에 강한 저항특성을 보여주었다. 대부분의 Cronobacter는 건조에 강한 내성을 가지고 있어 조제분유등의 건조식품에서 오랫동안 살아 있을 수 있으나 습도가 높은 환경에서는 사멸이 많이 일어나는 것으로 사료된다. 그러므로 식품생산현장에서 습도를 조절하여 Cronobacter를 제어할 수 있을 것으로 보인다.