• 제목/요약/키워드: fluorescent in situ hybridization (FISH)

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생물학적 폐수처리 공정에서의 계절 및 유입수 성상 변화에 따른 미생물 군집 특성 변화 (Changes of Microbial Community Structure According to a Changes of Season and Influent Characteristics in Biological Wastewater Treatment)

  • 손형식;손희종;김미아;유은연;이건;이상준
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권8호
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    • pp.780-786
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    • 2010
  • 실험기간 동안 생물학적 처리공정에서의 BOD와 COD의 제거율은 각각 83.1~98.6%, 67.2~85.2%였으며, 단위 공정별로 미생물 군집 변화에서는 가을과 겨울의 경우 호기조, 산소조 및 무산소조에서 전체적으로 비슷한 군집양상을 나타내었다. RRP 그룹의 경우는 무산소조에서 3배 정도 증가하여 DGGE 밴드결과에서 새로운 밴드들이 나타난 것과 일치하는 경향을 보였다. 또한 비슷한 분포를 나타내었지만, 가을엔 ${\alpha}$-Proteobacteria가 우점하였고, 겨울엔 CF 그룹이 우점을 보였다. 봄에 분석한 DGGE와 FISH의 결과에서는 유입수의 성상변화에 따른 미생물의 군집 패턴이 가을과 겨울의 경우에 비해 완전히 다른 패턴을 보였으며, FISH 결과에서 others 그룹의 증가와 DGGE 밴드결과에서 새로운 밴드들이 나타난 것과 일치하는 경향을 보였다. Eubacteria는 $1.7{\sim}7.6{\times}10^9\;cells/mL$. 정도를 보였으며, 전체적인 미생물 군집을 평가하는데 FISH와 DGGE는 매우 효과적이었고, 계절별 및 공정별 군집의 변화에 대해 유용한 평가가 가능하였다.

FISH법을 이용한 정수처리장 내 생물활성탄 공정의 세균군집 구조 분석 (Analysis of Bacterial Community Structure of Biological Activated Carbon Process in Drinking Water Treatment Plant Using FISH)

  • 손형식;김미아;정성윤;김영훈;손희종;박근태;김민주;유은연;이상준
    • 한국환경과학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.555-564
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    • 2008
  • The bacterial community structure in biological activated carbon (BAC) process in drinking water treatment plant was investigated by Fluorescent in situ Hybridization (FISH) with rRNA-targeted oligonucleotide probe. Samples were collected at different three points in BAC process every month for one year. They were hybridized with a probe specific for the alpha, beta, gamma subclass of the class Proteobacteria, Cytophaga-Flavobacteria group and Gram-positive high G+C content (HGC) group. Total numbers of bacteria in BAC process counted by 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) staining were $5.4{\times}10^{10}$ (top), $4.0{\times}10^{10}$ (middle) and $2.8{\times}10^{10}$ cells/ml (bottom). The number of the culturable bacteria was from $1.0{\times}10^7$ to $3.6{\times}10^7$ cells/ml and the culturability was about 0.05%. The faction of bacteria detectable by FISH with the probe EUB338 was about 83% of DAPI counts. Gamma and alpha subclass of the class Proteobacteria were predominant in BAC process and their ratios were over 20% respectively. In top and middle, alpha, beta and gamma subclass of the class Proteobacteria competed with each other and their percentages was changed according to the season. In bottom, gamma subclass of the class Proteobacteria was predominant all through the year. It could be successfully observed the seasonal distribution of bacterial community in biological activated carbon process using FISH.

FISH법으로 분석한 주암호의 세균군집구조 (Analysis of Bacterial Community Structure Using FISH in the Juam Reservoir)

  • 박지은;여상민;이영옥
    • 생태와환경
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    • 제39권2호통권116호
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    • pp.219-225
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    • 2006
  • 빈영양호에서 부영양호로 전이과정에 있는 주암호에서 물질순환과 에너지흐름에 지대한 역할을 담당하는 세균 군집구조를 분석하기 위해 수계에 주로 존재하는 ${\alpha}\;{\cdot}\;{\beta}\;{\cdot}\;{\gamma}$-subclass proteobacteria와 Cytophaga-Flavobacterium (CF) group 세균군, 그리고 질소순환에 관여하는 질화세균을 FISH법으로 2005년 4일부터 2006년 1월까지 4회에 걸쳐 검출하였다. 총세균수는 엽록소-a농도가 높을 때 많이 검출되었고 엽록소-a농도가 낮을 때는 감소하는 경향을 보였다. 수계에 존재하는 물질순환에 관여하는 세균들의 동태를 파악하는데 속(genus)수준의 세균군이 아닌 그룹별세균, 즉 ${\alpha}\;{\cdot}\;{\beta}\;{\cdot}\;{\gamma}$-subclass proteobacteria와 Cytophaga-Flavobacterium (CF) group 세균군을 동정하여 정량화하면 특정 세균군들에 관한 세부적인 정보는 얻을 수 없지만 해당수계의 거시적인 자정작용 정도를 파악할 수 있는 정보를 얻을 수 있다. 그 변화양상을 보면 빈영양 상태의 호수에서 주종을 이루는 ${\alpha}\;{\cdot}\;{\beta}$-subclass proteobacteria이 4월에 가장 많이 검출되었고 남세균 등조류의 번식이 왕성했던 6${\sim}$9월에 감소하는 양상을 나타냈는데 이는 이 시기에 우점하던 남세균, M. aeruginosa이 생성하는 독성물질이 이들 세균의 물질대사를 저해하기 때문으로 생각된다. 또한 분해가 용이한 저분자 유기물을 이용해 빨리 성장하며 배지로 분리배양이 가능한 대부분의 종속영양세균(heterotrohs)을 포함하는 ${\gamma}$-subclass proteobacteria도 조류의 번식이 왕성하던 6${\sim}$9월보다는 4월과 1월에 높은 비율로 검출되었는데 이는 이시기에 주암호에 존재하는 유기물의 분해 및 자정작용에기인하는 것으로 사료된다. 반면 CF group세균군은 1월을 제외하고는 거의 유사한 비율로 관찰되었다. 아울러 질화순환에 관여하는 질화세균도 동절기에 증가하는 양상을 보였으며 이때 수계의 높은 DO가 그들의 활성에 주요인으로 작용하는 것으로 사료된다.

계면활성제 미생물반응기의(혼합 VOCs) 생분해 II: 미생물의 군집해석 (Biodegradation of VOC Mixtures using a Bioactive Foam Reactor II: Analysis of Microbial Community)

  • 장현섭;신승규;송지현;황선진
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권6B호
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    • pp.695-701
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    • 2006
  • Toluene을 유일 탄소원으로 배양한 혼합미생물 군으로부터 순수미생물을 분리배양한 후, 염기서열을 분석하여 Pseudomonas sp. TDB4 균주를 얻었다. 이 균주의 VOC 분해능을 평가하기 위해 toluene, benzene, p-xylene, styrene을 대상기질로 하여 회분식 생분해실험을 진행하였으며, 단일 기질인 경우 toluene, benzene, styrene, p-xylene의 순으로 분해능이 좋은 것으로 나타났다. 또한 VOCs 혼합물을 주입하였을 경우에는 모든 조합조건에서 styrene, toluene, benzene, pxylene의 순서로 쉽게 분해하였다. 이러한 결과로부터 VOC가 공존할 경우 toluene과 p-xylene은 다른 VOC의 분해를 촉진시키지만 styrene은 저해물질로 작용함을 알 수 있었다. 한편 연속식 계면활성제 미생물 반응기(Bioactive Foam Reactor, BFR)에 혼합미생물 배양액과 TDB4 배양액을 접종하고 장기 운전하면서 운전특성과 미생물 동적변화를 확인하였다. VOCs 혼합물질 유입농도가 250 ppm 이상에서는 처리효율이 급격히 저하되었는데, FISH 분석 결과에 따르면 동일한 시점에서 TDB4가 차지하는 비율이 전체 미생물의 20% 미만으로 감소하여 BFR의 처리효율과 미생물상은 매우 밀접한 관련이 있음을 알 수 있었다. 본 연구 결과 FISH 분석법을 계면활성제 미생물 반응기의 미생물 군집변화 해석에 유용하게 사용할 수 있음을 확인하였으며, 미생물 반응조를 장기간 운전할 때에는 안정적인 처리효율을 유지하기 위하여 주기적인 식종을 해주는 것이 적절하다고 판단된다.

골재채취가 세균군집구조에 미치는 영향 (Effects of Sediment Harvesting on Bacterial Community Structure)

  • 박지은;이영옥
    • 환경생물
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    • 제24권2호
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    • pp.172-178
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    • 2006
  • 골재채취가 수층의 세균군집구조에 미치는 영향을 알아보기 위해 낙동강 중류, 골재채취가 이루어 지지 않은 수역인 구미대교와 장기간에 걸쳐 연속적으로 골재채취가 행해지는 지역인 성주군 소학리 (성주대교 인근)에서 $\alpha\;\beta\;\gamma-subclass$ proteobacteria, Cytophaga-Flavobacterium (CF) group 세균군과 황산염화원세균을 FISH법으로 정량분석하였다. 아울러 수온, pH, EC, 엽록소-$\alpha$ 양 등의 이화학적인 환경요인도 측정하였다. DAPI로 염색된 세균수로 측정한 총세균수의 경우, 두 정점간의 괄목할 만한 양적인 차이는 없었으나 그 시간차에 따른 변동이 골재채취 수역에서 더욱 심했다. 또한 높은 엽록소-$\alpha$ 양을 나타낸 골재채취 수역에서 검출한 CF group 세균군과 황산염환원세균이 총세균수에서 차지하는 비율이 비골재채취 수역에 비해 높았다. 이같은 결과는 저니질이 수층으로 재유입되었기 때문으로 판단된다. 그러나 본 연구에서 검출한 세균군이 총세균수에서 차지하는 비율을 합하면 그 비율은 골재채취 수역보다 비골재채취 수역에서 더 높았다. FISH법에 의한 세균의 검출가능성이 해당세균의 물질대사능과 연관이 있으므로 골재채취 수역에서의 낮은 세균 검출율은 골재채취가 세균의 물질순환에서의 역기능을 초래하고 이는 또한 연차적으로 그들의 먹이연쇄에 부정적인 영향을 미칠 가능성을 시사하는 것이다.

Bacterial Community and Biological Nitrate Removal: Comparisons of Autotrophic and Heterotrophic Reactors for Denitrification with Raw Sewage

  • Lee, Han-Woong;Park, Yong-Keun;Choi, Eui-So;Lee, Jin-Woo
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제18권11호
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    • pp.1826-1835
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    • 2008
  • An autotrophic denitrification reactor (ADR-l) and a heterotrophic denitrification reactor (HDR-2) were operated to remove nitrate and nitrite in an anoxic environment in raw sewage. The $NO_3$-N removal rate of ADR-l was shown to range from 52.8% to 78.7%, which was higher than the $NO_3$-N removal rate of HDR-2. Specific denitrification rates (SDNR) of ADR-l and HDR-2 were 3.0 to 4.0 and 1.1 to $1.2\;mgNO_3$-N/gVSS/h, respectively. From results of restriction fragment length polymorphism (RFLP) of the 16S rRNA gene, Aquaspirillum metamorphum, Alcaligenes defragrans, and Azoarcus sp. were $\beta$-Proteobacteria that are affiliated with denitritying bacteria in the ADR-l. Specifically, Thiobacillus denitrificans was detected as an autotrophic denitrification bacteria. In HDR-2, the $\beta$-Proteobacteria such as Denitritying-Fe-oxidizing bacteria, Alcaligenes defragrans, Acidovorax sp., Azoarcus denitrificans, and Aquaspirillum metamorphum were the main bacteria related to denitrifying bacteria. The $\beta$-and $\alpha$-Proteobacteria were the important bacterial groups in ADR-l, whereas the $\beta$-Proteobacteria were the main bacterial group in HDR-2 based on results of fluorescent in situ hybridization (FISH). The number of Thiobacillus denitrificans increased in ADR-l during the operation period but not in HRD-2. Overall, the data presented here demonstrate that many heterotrophic denitritying bacteria coexisted with autotrophic denitrifying bacteria such as Thiobacillus denitrificans for nitrate removal in ADR-l. On the other hand, only heterotrophic denitritying bacteria were identified as dominant bacterial groups in HDR-2. Our research may provide a foundation for the complete nitrate removal in raw sewage of low-COD concentration under anoxic condition without any external organic carbon or the requirement of post-treatment.

Sediment에서의 전기활성 박테리아 분포 특성 (Distribution of Electrochemically Active Bacteria in the Sediment)

  • 손형식;손희종;김미아;이상준
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권12호
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    • pp.1094-1101
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    • 2010
  • 낙동강, 회동 및 기장에서 채집한 sediment의 미생물 군집을 FISH 분석을 통하여 조사한 결과, ${\alpha}$ 그룹, Acidobacter 그룹 및 Cyanobacter 그룹의 분포비율이 가장 높았으며 전체적으로 서로 유사한 분포 특성을 나타내었다. 각각의 sediment를 접종한 MFC 농화배양 이후의 coulombic yield는 낙동강, 회동 및 기장의 경우 각각 0.64 C, 0.50 C, 0.61 C로 나타났으며, 농화배양 완료 후의 미생물 군집분포는 ${\beta}$-Proteobacteria, ${\gamma}$-Proteobacteria, Acidobacter 그룹 및 Firmicutes 그룹이 농화배양 전보다 각각 45~90%, 50~90%, 40~80% 및 45~125% 정도 생체량이 증가한 것으로 나타났다. 농화배양이 끝난 후 16S rDNA를 이용한 미생물 동정결과에서, 낙동강 sediment를 주입한 MFC의 경우는 ${\alpha}$-Proteobacteria의 속하는 Roseomonas sp., Azospillum sp.와 ${\gamma}$-Proteobacteria의 Frateuria sp., Dyella sp., Enterobacter sp.와 Deinococci 그룹의 Deinococcus sp.가 동정되었고, 기장 sediment는 ${\alpha}$-Proteobacteria의 Azospillum sp.와 ${\beta}$-Proteobacteria의 Delftia sp., Ralstonia sp.와 ${\gamma}$-Proteobacteria의 Klebsiella sp. 와 Deinococci 그룹의 Deinococcus sp.가 동정되었으며, 회동 sediment는 ${\gamma}$-Proteobacteria의 Pseudomonas sp., Klebsiella sp.와 Deinococci 그룹의 Deinococci sp.와 Actinobacteria 그룹의 Leifsonia sp.와 Bacilli 그룹의 Bacillus sp.가 동정되었다.

The frequency of chromosomal abnormalities and the prenatal cytogenetic analyses for couples with recurrent abortions

  • Choi, Soo-Kyung;Park, So-Yeon;Han, Jung-Yeol;Ryu, Hyun-Mee;Jun, Jong-Young
    • Journal of Genetic Medicine
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    • 제2권2호
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    • pp.59-63
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    • 1998
  • Between 1988-1998, cytogenetic analyses were performed for 1,476 couples and 162 women with recurrent abortions. We applied GTG-banding, high resolution-banding and FISH (fluorescent in situ hybridization) techniques in this study. The frequency of balanced translocations was 3.6% (112/3114). Of them, 74 cases (2.38%) were reciprocal translocations and 38 (1.22%) were robertsonian translocations. Chromosome aberrations were more frequent in women (80 cases) than in men (32 cases). No phenotypical abnormalities were found in all carriers who had experienced recurrent spontaneous abortions or experienced giving birth to malformed offsprings. Prenatal cytogenetic analyses were carried out on 40 subsequent pregnancies for carrier couples with balanced translocation. The fetal karyotypes showed that 13 cases (32.5%) were normal, 25 (62.5%) were balanced translocations, and two (6%) were unbalanced translocations. It is believed that the frequency of chromosomal abnormalities in patients with recurrent spontaneous abortion is higher than that of the normal population. Most of the fetal samples showed normal karyotypes or balanced translocations matching that of one of their parents. Although the incidence of chromosomal imbalance in the fetuses was relatively low in prenatal cytogenetic analysis, individuals with balanced translocations are predisposed to giving birth to malformed offsprings with partial trisomy or monosomy. Therefore, we recommend the cytogenetic and the prenatal cytogenetic analysis for those who experiences recurrent abortion as well as in case they become pregnant, to prevent the birth of offsprings with chromosomal abnormalities.

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Chromosome Aberrations in Porcine Embryo Produced by Nuclear Transfer with Somatic Cell

  • K. S. Chung;Ko, S. A;S. J. Song;J. T. Do;Park, Y. S.;Lee, H. T.
    • 한국가축번식학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.385-394
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    • 2002
  • This study was constructed the correlations of the embryonic developmental rates and the frequency of chromosome aberration using ear-skin-fibroblast cell in nuclear transfer (NT) derived embryos. Karyoplast-oocyte complexes were fused and activated simultaneously, then cultured for seven days to assess development. The developmental rates of NT and in vitro fertilization (IVF) embryos were 55.4% vs 63.5%, 31.7% vs 33% and 13.4% vs 16.8% in 2 cell, 8 cell and blastocyst, respectively. Firstly, the frequency of chromosome aberrations were evaluated using fluorescent in situ hybridization (FISH) technique with porcine chromosome 1 submetacentric specific probe. Chromosome aberration was detected at day 3 on the embryo culture, the percentages of chromosomal aneuploidy in NT and IVF embryos at 4-cell stage were 40%, 31.3%, respectively. Secondly, embryonic fragmentation was evaluated at 4-cell stage embryo. Frequency of embryonic fragmentations was in 51.3% of NT, 61.3% of IVF, 28.9% of parthenogenetic activation at 4-cell stage. The proportion of fragmentation in NT embryos was higher than activation embryos. This result indicates that chromosomal abnormalities and embryonic fragments are associated with low developmental rate in porcine NT embryo. It is also suggest that abnormal porcine embryos produced by NT related with lower implantation rate, increased abortion rate and production of abnormal fetuses.

가토 모델에서 인체지방유래 줄기세포가 슬관절의 퇴행성 변화에 미치는 영향 (The Effects of Human Adipose Tissue-derived Stem Cells on Degenerative Change of Knee in Rabbit Model)

  • 정기환;김석권;정재우;허정;권용석;이근철
    • Archives of Plastic Surgery
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    • 제35권6호
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    • pp.637-644
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    • 2008
  • Purpose: The survival of bone marrow derived stem cell was reported several times. But the survival of adipose tissue derived stem cells(hASCs) was not mentioned on. We studied the adipose tissue derived stem cell's survival and effect on articular cartilage in rabbits. Methods: Osteoarthritis was induced in twenty New Zealand white rabbits by intraarticular injection of monosodium iodoacetate(MIA). After four weeks, hASCs were also injected into the knee joints space without any vehicle, but the control group received phosphate buffered saline only. The histologic grade of articular cartilage was measured in 4 and 8 weeks after the transplantation of hASC and the viability of injected stem cells measured by Fluorescent in situ Hybridization (FISH) examination. Results: After 4 and 8 weeks from hASCs transplantation, histologic grade was not significantly difference between two groups(p>0.05), and the Y chromosome of the transplanted hASCs was not detected in articular cartilage. Conclusion: We found that direct injection of hASC in joint space didn't work on damaged articular cartilage repair.