• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2000년도 추계학술대회
• /
• pp.153-162
• /
• 2000

A field study was performed to test effectiveness of a bloluminescent genetically engineered microorganism (GEM) for bioremediation process monitoring and control. The study employed Pseudomonas fluorescens HK44 that was the first strain approved for field application in the U.S. for bioremediation purposes. HK44 contains lux gene fused within a naphthalene degradative pathway, allowing this GEM to bioluminesce as it degrades naphthalene as well as substituted naphthalenes and other polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) , Results showed that HK44 was maintained in both PAH-contarninated and uncontaminated soils even 660 days after inoculation. HK44 was able to produce bioluminescence in response to PAHs in soil. Although effectiveness of chemical remediation was not assessed due to heterogeneous distribution of contaminants, decreased concentration of naphthalene was shown in the soils, Taken together, HK44 was useful for in situ bioremediation process monitoring and control. This work is so far the only field release of a GEM for bioremediation purposes.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제18권4호
• /
• pp.32-39
• /
• 2013

This research focused on the effects of heavy metals on the biomonitoring activity of genetically engineered bioluminescent bacteria, Pseudomonas putida mt-2 KG1206. KG1206 was exposed to single or binary mixtures of different heavy metals as well as soils contaminated with heavy metals. In case of single exposure with different inducer pollutant, the toxicity order was as followings : As(III) > Cd, As(V) >> Cu, Cr(VI). The toxic effects of the binary mixtures was compared to the expected effect based on a simple theory of probabilities. The interactive effects were mostly additive, while in few cases antgonistic and synergistic mode of action was observed for some concentration combinations. No considerable correlation was found between the total metal contents in soils and the bioluminescence activity of each sample. However, statistically significant differences (p = 0.0102) were observed between two groups, classified based on arsenite contamination. These results demonstrate the usage of recombinant bioluminescent microorganism in biomonitoring and the complex interactive effects of metals.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제11권5호
• /
• pp.43-50
• /
• 2006

Bioreporter 균주는 복잡한 환경매체의 특정 오염원 탐지를 위해 유용하게 사용되고 있다. 특히 발광 유전자 재조합 균주는 민감하고 배경에 의한 영향을 받지 않는 장점이 있다. 사용한 유전자 재조합 균주(Pseudomonas putida mt-2 KG1206)는 TOL 플라즈미드와 pUCD615 벡터에 $P_{m}\;promoter$가 삽입된 재조합 플라즈미드를 함유하고 있으며, 톨루엔 계열 및 중요 분해산물에 대해 분해와 함께 발광을 생산하는 특성을 갖고 있다. 본 연구에서는 균주 동결 및 동결건조 준비 및 적용과정에 필요한 다양한 조건들을 조사하여, 향후 환경매체에 적용하기 위한 최적 방법에 대한 프로토콜을 작성하였다. 조사한 최적 조건들은 다음과 같다. 동결보호시약(24% sucrose), 동결건조 시간(12시간), 균주 농도($OD_{600}=0.6$), 동결균주 활성회복($35^{\circ}C$에서 빠르게 해동), 동결건조 균주 활성회복(LB배지에 $3{\sim}6$시간 노출), 현장 운반 조건(활성 회복 후 $20^{\circ}C$ 정도의 실온). 본 연구 결과는 재조합 균주 환경 적용을 위해 필요한 균주 동결 및 동결 건조에 대한 중요한 자료들을 제시하고 있다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제30권1호
• /
• pp.79-84
• /
• 2008

본 연구에서는 유전자 재조합 발광균주, Pseudomonas putida mt-2 KG1206,의 발광 촉진조건을 석유계 탄화수소 오염 지하수에 적용 가능성에 대해 조사하였다. 일반적으로 순수 유도제 오염원에 대한 발광 강도는 m-methyl benzyl alchohol > m-toluate > toluene > m-xylene > benzoate > p-xylene > o-xylene의 순으로 나타났다. 일반적으로 지하수에 오염된 유도제 오염원의 농도에 따라 발광 정도가 관찰되었다. 그러나 일부 지하수 시료의 경우에는 낮은 농도에 높은 발광과 같은 현상을 관찰할 수 있었다. 이러한 현상은 환경시료의 수질 복잡성에 따른 영향일 것이다. 선행연구에서 발광촉진제로 알려진 SL (sodium lactate)와 KNO$_3$에 의한 발광영향을 비교하였다. 모두 발광을 촉진하였지만, KNO$_3$가 조금 더 촉진력이 강한 것으로 조사되었다. 질소화합물(20 g KNO$_3$/L) 첨가군 시료의 발광균주는 첨가하지 않은 대조군에 비해 뚜렷하게 발광이 높게 나타났다. 따라서 일반적으로 낮은 유도제 오염원 함유 시료에 대해서는 발광촉진 조건이 지하수 오염원 검출 및 모니터링을 용이하게 할 수 있을 것이다. 또한 비슷한 특성을 가진 다양한 발광균주를 더욱 효율적으로 오염지역의 기초평가에 이용할 수 있는 조건이 될 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.507-512
• /
• 2005

본 연구에서는 유전자 재조합 발광균주, Pseudomonas putida mt-2 KG1206을 이용하여 토양에 오염된 m-toluate 탐지 방법 및 적용 가능성에 대해 조사하였다. KG1206은 톨루엔 계열 화합물의 중요 중간 분해물질인 m-toluate 및 benzoate가 직접 생물 발광 유도제로 작용하며, 또한 톨루엔 계열 화합물들이 간접 유도제로서 발광 활성을 나타내었다. 토양에 오염된 유도제 오염원 검출을 위해 발광 균주 9.9 mL에 에탄올 추출물 0.1 mL을 첨가하여 조사하였다. 생물발광에 근거하여 작성된 m-toluate 검량선은 대략 $R^2>0.97$ 이상의 상관관계가 관찰되었다. 토양에 임의 오염된 m-toluate(직접 발광유도제)는 정립한 방법에 따라 발광활성에 근거하여 추측하였고, 기기분석치와 통계적으로 유의한 것으로 조사되었다. 본 연구 결과를 통해서 특정 화합물에 대해 발광을 생산하는 유전자 재조합 균주가 특정 오염원에 오염된 지역의 관리를 위한 수단으로 사용할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

• Journal of Microbiology
• /
• 제34권4호
• /
• pp.320-326
• /
• 1996

To analyze the effects of host versus plasmid on survival of 2, 4-degrading bacteria in environmental samples, strains Pseudomonas cepacia/pJP4, Alcaligenes JMP228/pJP4, P. cepacia/p712, and Alcaligenes JMP228/p712 were separately inoculated into samples of field soil, paddy soil, lake water, and river water, and then the changes of their populations were measured. The strains used contained a 2, 4-D degradative plasmid, either pJP4 conferring fast-growing property to the host or p712 conferring slow-growing property, and were resistant to antibiotics such that the inoculated strains could be enumerated against the indigenous microbial populations. In sterile environmental samples, these strains were stably maintained at the levels used for inoculation, except in sterile paddy soil where Alcaligenes JMP228 strains died drapidly. In natural soil samples for four strains declined steadily with time, but in naturla water samples their polulations fell rapidly at the early phase and then remained almost constant. When the environmentla samples were treated with 2, 4-D, P. cepacia/pJP4 and P. cepacia/p712 maintained significant numbers, while Alcaligenes JMP228/pJP4 and Alcaligenes JMP228/p712 declined significantly in most of the samples. The results indicated that the survivability of genetically modified microorganisms could vary depending on the environments and that their abundance in the environments under s2, 4-D selection was markedly influenced by the nature of the 2, 4-D degradative plasmid as well as type of the host strain.

• 미생물학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.219-228
• /
• 1990

자연계로부터 분리한 DK1 균주(NI)가 가지고 있는 $Km^r$ plasmid를 유전자조작 기법으로 변형시킨 DKC601 균주 (GEM)를 이용하여 $Km^r$ 유전자의 전이를 무심천의 자연 수계환경에서 실험하였다. $Km^r$ 유전자의 전이 빈도는 NI 균주의 결과와 비교 연구하는 동시에, 전이과정에서 일어나는 plasmid rearrangement를 비교 분석하였다. GEM과 NI의 $Km^r$ 유전자의 전이 빈도는 5-$10^{\circ}C$의 하천수에서는 $9.1\times 10^{-12}~1.8\times 10^{-11}$로 비슷하였으나 20-$30^{\circ}C$에서는 NI 균주가 GEM 균주보다 조금 높았다. 그리고 멸균하천수나 LB broth를 이용한 실험실 환경에서의 $Km^r$ 유전자의 전이 빈도는 하천수에서 보다 다소 높게 나타났다. NI 균주가 가지고 있던 70kb인 $Km^r$ plasmid는 MTl 균주를 recipient로 했을 때에 얻은 transconjugant에서는 수계환경에 관계없이 rearrangement가 많이 일어났으나, GEM 균주에서 얻은 transconJug gant에서는 52 kb인 $Km^r$ plasmid가 안정된 상태로 발견되었다. 그러나 MT2 균주들 recipient로 했을 때에는 NI 뿐만 아니라 GEM 균주로부터 전이된 $Km^r$ plasmid가 모두 rearrangement를 나타냈다. Transconjugant들이 가지고 있는 plasmid의 수는 conjugation의 시간이 길어짐에 따라 사용한 성험균주나 수계환경에 관계없이 감소되었으며, 특히 GEM의 5 52 kb인 $Km^r$ 유전자의 크기는 24시간 후에도 그대로 유지되였다. 이와 같은 결과로 볼 때, $Km^r$ 유전자는 GEM에서나 NI로부터 전이되는 빈도는 recipient 균주에 관계없이 비슷하였으나, conjugation 과정 중 GEM의 $Km^r$ 유전자는 NI의 $Km^r$ 유전자보다 더욱 안정된 상태로 전이되었으며 이 $Km^r$ plasmid의 rearrangement는 수계환경에 관계없이 recipient 균주에 따라 다양하게 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.607-612
• /
• 1990

생분해성 고분자로서 중요한 poly-$\beta$-hydroxybutyrate(PHB)의 생합성에 있어서 포도당과 암모늄농도의 영향을 규명하기 위하여 Alcaligenes eutrophus를 회분식으로 배양하였다. PHB는 질소원이 고갈되면서 생성되었고 건조세포무게의 약 80까지 축적되었다. 초기 포도당농도가 높을수록 세포성장과 PHB 합성은 억제되었지만 최종 세포농도와 건조세포무게에 대한 PHB 축적비는 증가하였다. 초기 암모늄농도가 낮을수록 최종 세포와 PHB 농도가 낮았지만 건조세포무게에 대한 PHB 축적비는 증가하였다. 배양도중 산소공급을 중단했을 때 세포성장과 PHB 합성이 중단되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제25권7호
• /
• pp.953-962
• /
• 2015

Escherichia coli is the most preferred microorganism to express heterologous proteins for therapeutic use, as around 30% of the approved therapeutic proteins are currently being produced using it as a host. Owing to its rapid growth, high yield of the product, costeffectiveness, and easy scale-up process, E. coli is an expression host of choice in the biotechnology industry for large-scale production of proteins, particularly non-glycosylated proteins, for therapeutic use. The availability of various E. coli expression vectors and strains, relatively easy protein folding mechanisms, and bioprocess technologies, makes it very attractive for industrial applications. However, the codon usage in E. coli and the absence of post-translational modifications, such as glycosylation, phosphorylation, and proteolytic processing, limit its use for the production of slightly complex recombinant biopharmaceuticals. Several new technological advancements in the E. coli expression system to meet the biotechnology industry requirements have been made, such as novel engineered strains, genetically modifying E. coli to possess capability to glycosylate heterologous proteins and express complex proteins, including full-length glycosylated antibodies. This review summarizes the recent advancements that may further expand the use of the E. coli expression system to produce more complex and also glycosylated proteins for therapeutic use in the future.