• 생명과학회지
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• 제32권3호
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• pp.202-209
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• 2022

반수체 단세포 진핵생물인 녹조류 Chlamydomonas reinhardtii는 미세조류와 유전자 변형을 이용하여 고부가가치 물질을 생산하는 세포 공장으로 연구자와 산업계에서 오랫동안 사용되어 왔다. 현재 대부분의 기초 및 산업 연구에 사용되는 외래종인 C. reinhardtii를 대체하기 위하여 충청과 전라지역 12개의 담수에서 채취한 시료에서 Chlamydomonas로 추정되는 미세조류 K01을 분리하였다. 분리균주 K01의 형태학적 분석과 18S rDNA 유전자 서열(NCBI 수탁번호 KC166137)의 계통발생학적 분석을 통하여 분리균주 K01는 Chlamydomonas reinhardtii로 동정 되었다. 분리균주 C. reinhardtii K01의 성장 및 지질 함량은 TAP 배지에서 3개의 야생 균주 및 4개의 돌연변이 균주와 비교하였다. 이들 균주 중 C. reinhardtii K01 균주가 배양 3일째 1.74×10⁷ cells/ml개의 세포수가 관찰되었다. 이는 비교 균주 중 가장 높은 세포 수(1.20×10⁷ cells/ml)를 나타내어 UTEX2244와 비교했을 때 1.5배 빠른 성장속도를 보였다. 분리균주 C. reinhardtii K01의 지질함량(20.67%)은 야생형 균주의 지질함량과 유사하였다. 분리균주 Chlamydomonas reinhardtii K01의 지방산 성분은 7종의 분양 균주에서 확인된 지방산 중 oleate (C18:1)가 검출되지 않았다. 분리균주 C. reinhardtii K01은 nitrate (NaNO₃)를 질소원으로 포함하는 BG11배지에서 배양 6일 동안 0.87 g/l까지 세포밀도가 증가하였으나, 분양균주인 7종의 Chlamydomonas의 경우 모든 균주에서 세포증식이 거의 일어나지 않았다.

• 한국환경보건학회지
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• 제34권1호
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• pp.86-94
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• 2008

Lake Shiwha, an artificial lake located near metropolitan Seoul, offers a unique water environment and has been suspected to have high levels of chemical and microbiological contaminations. Lake Shiwha was originally connected to the sea but currently has four major surface water inputs from agricultural, municipal, industrial areas and in addition an occasional inflow from the sea. The objectives of this study are to investigate the relative contribution of microbial contaminants from each of the inflowing surface waters and to identify appropriate microbial indicator organisms in this unique water environment. We measured the levels of microbial contaminations in the four inflowing surface waters. A number of microbial indicator organisms including total coliform (TC), fecal coliform (FC), E. coli, Enterococci, somatic and male-specific coliphages were analyzed. Bacterial indicator microorganisms were detected and quantified by the $Colilert^{(R)},\;Enterolert^{(R)}$ kit. Surface water (50 l) was sampled by $ViroCap^{TM}\;5"$ cartridge filters and analyzed by the single agar layer method for detecting coliphages. The concentrations of TC, FC, E. coli, and Enterococci were 1543 CFU/100 ml${\sim}1.99{\times}10^6$ CFU/100 ml, 0 CFU/100 ml${\sim}202$ CFU/100ml, 0 CFU/100 ml${\sim}1.80{\sim}10^5$ CFU/100ml, 74 CFU/100 ml${\sim}3408$ CFU/100 ml, respectively. The male-specific and somatic coliphages were detected in three different inflowing surface waters. Isolated E. coli and Enterococci strains were further analyzed by 16s rDNA amplification and subsequent phylogenetic analysis from Jungwang-chun, Ansan-chun, Banwol-chun and penstock of inflowing surface water. Our results indicated that the concentrations of different fecal indicator microorganisms might not be highly correlated with each other. Multiple microbial indicator organisms should be used for monitoring microbial contamination and microbial source tracking methods.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제28권1호
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• pp.50-57
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• 2015

This study was conducted to investigate the effect of soybean meal (SM) and soluble starch (SS) on biogenic amine production and microbial diversity using in vitro ruminal fermentation. Treatments comprised of incubation of 2 g of mixture (expressed as 10 parts) containing different ratios of SM to SS as: 0:0, 10:0, 7:3, 5:5, 3:7, or 0:10. In vitro ruminal fermentation parameters were determined at 0, 12, 24, and 48 h of incubation while the biogenic amine and microbial diversity were determined at 48 h of incubation. Treatment with highest proportion of SM had higher (p<0.05) gas production than those with higher proportions of SS. Samples with higher proportion of SS resulted in lower pH than those with higher proportion of SM after 48 h of incubation. The largest change in $NH_3$-N concentration from 0 to 48 h was observed on all SM while the smallest was observed on exclusive SS. Similarly, exclusive SS had the lowest $NH_3$-N concentration among all groups after 24 h of incubation. Increasing methane ($CH_4$) concentrations were observed with time, and $CH_4$ concentrations were higher (p<0.05) with greater proportions of SM than SS. Balanced proportion of SM and SS had the highest (p<0.05) total volatile fatty acid (TVFA) while propionate was found highest in higher proportion of SS. Moreover, biogenic amine (BA) was higher (p<0.05) in samples containing greater proportions of SM. Histamines, amine index and total amines were highest in exclusive SM followed in sequence mixtures with increasing proportion of SS (and lowered proportion of SM) at 48 h of incubation. Nine dominant bands were identified by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and their identity ranged from 87% to 100% which were mostly isolated from rumen and feces. Bands R2 (uncultured bacterium clone RB-5E1) and R4 (uncultured rumen bacterium clone L7A_C10) bands were found in samples with higher proportions of SM while R3 (uncultured Firmicutes bacterium clone NI_52), R7 (Selenomonas sp. MCB2), R8 (Selenomonas ruminantium gene) and R9 (Selenomonas ruminantium strain LongY6) were found in samples with higher proportions of SS. Different feed ratios affect rumen fermentation in terms of pH, $NH_3$-N, $CH_4$, BA, volatile fatty acid and other metabolite concentrations and microbial diversity. Balanced protein and carbohydrate ratios are needed for rumen fermentation.

• 미생물학회지
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• 제42권1호
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• pp.40-46
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• 2006

우유에 풍부하게 존재하는 유당은 galactose와 포도당의 $\beta(1\rightarrow4)$ glycosidic 결합으로 구성되어 있고, 인간에서 이를 가수분해하는 효소는 lactase, 세균에서는 $\beta-galactosidase$로 알려져 있다. Lactase의 활성이 낮은 사람이 우유를 섭취했을 경우 일시적인 설사를 일으키고 때로는 만성적인 대감의 염증으로 인한 만성설사의 원인이 되기도 한다. 겨울철에 젖소를 사육하는 축사 주변에서 저온에서 생육하는 세균 AS-20을 분리하여 $\beta-galactosidase$ 활성을 갖는 균주를 선별하고 온도별로 분리균의 성장을 조사하였다. 그 결과 대장균이 자라지 못하는 $10^{\circ}C$에서도 분리된 AS-20은 생육이 가능하였고 생육 최적온도는 $30^{\circ}C$이였으며 이 온도에서 세대시간은 60여분 이었다. AS-20의 생화학적 특성을 bioMerieux Vitek Gram negative identification card (GNI+)로 조사한 결과 포도당을 발효, 산화시켰으며 유당, maltose, mannitol, xylose, L-arabinose 등을 이용하여 97% Hafnia alvei, 2% Escherichia coli로 동정되었다. Polymerase chain reaction으로 16S rRNA유전자를 증폭하여 1,426 bp의 염기서열을 결정하여 기존에 보고된 유전자들과의 유사도를 조사한 결과 분리된 균주 AS-20은 Hafnia alvei와 99%의 염기서열상 동성을 보였다. 이러한 결과는 BioMerieux Vitek Gram negative identification card 키트로 동정한 결과와 일치하였다. AS-20을 $10^{\circ}C,\;20^{\circ}C,\;30^{\circ}C$에서 배양하면서 $\beta-galactosidase$ 활성을 조사한 결과 저온인 $10^{\circ}C$와 $20^{\circ}C$에서 배양하였을 때에 배양최적 온도인 $30^{\circ}C$에서 배양했을 때 보다 1.5 배 정도 높은 효소활성을 보여주었으며, $30^{\circ}C$에서 배양된 대장균 보다 6배 이상의 효소활성을 보여 주어 저온조건에서 분리균의 효소생산이 비교적 높은 것으로 판단되었다.

• 생명과학회지
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• 제15권4호
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• pp.657-663
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• 2005

Collagnase는 천연 collagen의 triple-stranded helix를 분해할 수 있는 protease로서 조직의 수복과 재생 과정에서 collagen의 재형성과 세포의 이동에 아주 중요한 역할을 하고, 숙주 감염시에는 collagen 기질을 빠르게 분해함으로써 감염을 돕는다. 본 연구에서는 일반가정에서 식용하는 김치로부터 collagenase를 생산하는 균주를 분리하여 Bacillus subtilis로 동정하였으며 이를 Bacillus subtilis JS-17이라 명명하였다. Bacillus subtilis JS-17이 생산하는 collagenase의 최적 생산 조건은 $1.5\%$ fructose, $1\%$ yeast extract, $0.5\%\;K_2HPO_4,\;0.4\%\;KH_2PO_4,\;0.01\%\;MgSO_4{\cdot}4H_2O,\;0.1\%\;citrate,\;0.1\%\;CaCl_2(pH\;7.0)$의 배지에서 $30^{\circ}C$, 200 rpm으로 72시간 동안 배양하는 것이다. 최적 조건에서 Bacillus subtilis JS-17이 생산하는 collagenase를 Amberlite IRA-900 column chromatography, Sephacryl S-300 HR column chromatography, DEAE-Sephadex A-30 column chromatography를 거쳐 분리 정제하고, 얻어진 정제 효소의 특성에 대하여 검토하였다. 정제된 collagenase의 비활성은 growth medium에서 192.1 units/mg였고, $1.1\%$의 수율로 얻어졌으며 분자량은 28 kDa이었다. 정제된 collagenase는 $55^{\circ}C$까지는 $100\%$의 활성을 유지하였고 $65^{\circ}C$에서도 $60\%$ 정도의 활성을 유지하였다. 또한 pH $6.0\~9.8$에서 $60\%$ 이상의 활성을 유지하였다. 정제된 collagenase는 metalloprotease inhibitor인 EDTA와 O-phenanthroline에 의해 효소 활성이 감소하였을 뿐만 아니라 Ammoninum persulfate, L-cysteine, N-ethylmaleimide, SDS, $NaN_3$, NaF, $KMnO_4$, PMSF에 대해서도 활성이 감소하였다. 정제된 collagenase를 여러 가지 기질에 대해 효소 활성을 비교한 결과 collagen (type I)에 대해 기질 특이성을 가지고 있었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제10권5호
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• pp.213-226
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• 2005

To treat wastewater efficiently by a one-step process of nitrogen removal, a new bacterial strain producing $N_2$ gas from ${NH_4}^+$ under an aerobic condition was isolated and identified. The cell was motile and a Gram-negative rod, and usually occurred in pairs. By 16S-rDNA analysis, the isolated strain was identified as Enterobacter asburiae with 96% similarity. The isolate showed that the capacity of $N_2$ production under an oxic condition was approximately three times higher than that under an anoxic condition. Thus, the consumption of ${NH_4}^+$ by the isolate was significantly different in the metabolism of $N_2$ production under the two different environmental conditions. The optimal conditions of the immobilized isolate for $N_2$ production were found to be pH 7.0, $30^{\circ}C$ and C/N ratio 5, respectively. Under all the optimum reaction conditions, $N_2$ production by the immobilized isolate resulted in reduction of ORP with both the consumption of DO and the drop of pH. The removal efficiencies of $COD_{Cr}$, and TN were 56.1 and 60.9%, respectively. The removal rates of $COD_{Cr}$, and TN were the highest for the first 2.5 hrs with the removal $COD_{Cr}/TN$ ratios of 32.1, and afterwards the rates decreased as reaction proceeded. For application of the immobilized isolate to a practical process of ammonium removal, a continuous operation was executed with a synthetic medium of a low C/N ratio. The continuous bioreactor system exhibited a satisfactory performance at 12.1 hrs of HRT, in which the effluent concentrations of ${NH_4}^+$-N was measured to be 15.4 mg/L with its removal efficiency of 56.0%. The maximum removal rate of ${NH_4}^+$-N reached 1.6 mg ${NH_4}^+$-N/L/hr at 12.1 hrs of HRT(with N loading rate of $0.08\;Kg-N/m^3$-carrier/d). As a result, the application of the immobilized isolate appears a viable alternative to the nitrification-denitrification processes.

• 한국수정란이식학회지
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• 제20권2호
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• pp.169-176
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• 2005

수정란의 성 판별은 유전적으로 우수한 유전형질을 보유하고 있는 소의 수정란을 성 판별하므로서 희망하는 성의 송아지를 생산할 수 있으며, 부가가치가 높은 수정란을 확보할 수 있는 기술이다. 수정란의 손상을 최소화하면서 할구를 biopsy하는 기술을 개발하고, 간단하고 빠른 시간에 성 판별이 가능한 Loop-mediated isothermal amplification방법으로 수정란을 성 판별을 실시한 결과는 다음과 같다. 1. 한우 체내 수정란의 성비는 암컷이 $56.5\%$, 수컷이 $43.5\%$였고, 체외 수정란은 암컷이 $49.2\%$, 수컷이 $33.9\%$였다. 그리고, 젖소 체외 수정란의 성비는 암컷이 $29.2\%$, 수컷이 $70.8\%$를 나타내어 한우 체내 및 체외 수정란보다 젖소 체외수정란의 수컷비율이 유의적으로 높게 나타내었다(p<0.05). 또한, 한우 체외 수정란에서 성 판별이 불가능한 것이 $16.9\%$를 나타내어 한우 체내 수정란 및 젖소 체외 수정란과는 유의적인 차이를 나타내었다.(P<0.05). 2. Biopsy한 체내 수정란의 체외 발달율은 $100\%$였으나 체외 수정란에서는 정상적으로 발달하지 못하고 퇴화된 수정란이 $13.2\%$로 체내 수정란보다 유의적으로 높은 결과를 나타내었다.(P<0.05). 3. Punching 방법으로 수정란의 biopsy 후 정상적으로 발달하지 못하고 퇴화된 수정란은 체내 및 체외 수정란에서는 없었으나 biopsy 방법으로 biopsy한 수정란은 체내 및 체외 수정란에서 각각 $16.7\%$ 및 $22.6\%$를 나타내어 Punching 방법보다 유의적으로 높은 결과를 나타내었다(P<0.05). 이상의 결과로 보아 한우 체내 수정란은 LAMP방법을 이용하여 간단하고 신속하게 성 판별이 가능하며, 수정란의 biopsy는 punching 방법이 수정란에 손상을 적게 주는 것으로 사료된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제29권11호
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• pp.1555-1561
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• 2016

Shank skin color of Korean native chicken (KNC) shows large color variations. It varies from white, yellow, green, bluish or grey to black, whilst in the majority of European breeds the shanks are typically yellow-colored. Three shank skin color-related traits (i.e., lightness [$L^*$], redness [$a^*$], and yellowness [$b^*$]) were measured by a spectrophotometer in 585 progeny from 68 nuclear families in the KNC resource population. We performed genome scan linkage analysis to identify loci that affect quantitatively measured shank skin color traits in KNC. All these birds were genotyped with 167 DNA markers located throughout the 26 autosomes. The SOLAR program was used to conduct multipoint variance-component quantitative trait locus (QTL) analyses. We detected a major QTL that affects $b^*$ value (logarithm of odds [LOD] = 47.5, $p=1.60{\times}10^{-49}$) on GGA24 (GGA for Gallus gallus). At the same location, we also detected a QTL that influences $a^*$ value (LOD = 14.2, $p=6.14{\times}10^{-16}$). Additionally, beta-carotene dioxygenase 2 (BCDO2), the obvious positional candidate gene under the linkage peaks on GGA24, was investigated by the two association tests: i.e., measured genotype association (MGA) and quantitative transmission disequilibrium test (QTDT). Significant associations were detected between BCDO2 g.9367 A>C and $a^*$ ($P_{MGA}=1.69{\times}10^{-28}$; $P_{QTDT}=2.40{\times}10^{-25}$). The strongest associations were between BCDO2 g.9367 A>C and $b^*$ ($P_{MGA}=3.56{\times}10^{-66}$; $P_{QTDT}=1.68{\times}10^{-65}$). However, linkage analyses conditional on the single nucleotide polymorphism indicated that other functional variants should exist. Taken together, we demonstrate for the first time the linkage and association between the BCDO2 locus on GGA24 and quantitatively measured shank skin color traits in KNC.

• 미생물학회지
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• 제52권2호
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• pp.166-174
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• 2016

호기적 조건에서 질산화와 탈질화를 동시에 진행하는 Alcaligenes faecalis NS13 균주를 분리하여 다양한 특성을 파악하였다. 이 균주는 $15-37^{\circ}C$ 온도에서 생장할 수 있으며 암모니움 산화율이 높고 고농도의 암모니움 환경에서도 생장이 저해되지 않고 초기 암모니움 농도 증가에 따라 제거량이 증가하였다. pH와 염분농도에 대해서도 내성 범위가 넓어 암모니움 산화가 영향을 받지 않았다. 질산화에 이어진 탈질화로 인해 질산염의 축적이 일어나지 않았으며 탈질화의 중간산물인 아산화질소는 미량 검출되었지만 배양 후 모든 질소 화합물을 측정한 결과 약 42.8%가 $N_2$로 전환된 것으로 추정되었다. 탈질화는 PCR 증폭을 통해서 탈질화에 관여하는 유전자 nitrate reductase gene, napA과 nitrous oxide reductase gene, nosZ의 존재로 뒷받침되었다. 또한 배지 내 질소의 46.4%가 NS13 균주로 동화되었기 때문에 폐수처리 시 질산화 및 탈질화 후에 슬러지로 처분한다면 실질적으로 89% 이상의 우수한 암모니움의 제거효과를 거둘 수 있을 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권2호
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• pp.122-129
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• 1998

최근 생물방제균으로 주목받고 있는 Enterobacter cloacae의 방제기작이 이 균에 의해 토양내에서 생산된 휘발성 ammonia이며 ammonia의 생산에는urease가 관계한다는 보고를 근거로 하여, 항생물질 생산성 균주로 선발된 우수한 길항균주에 암모니아 생성능, 즉 urease 유전자를 유전적으로 부가함으로써 항진균성 길항물질 생산과 암모니아 생산이 동시에 이루어 질 수 있는 새로운 다기능의 생물방제균을 유전적으로 육종하고자 하였다. 저병해 인삼경작지로부터 식물근부균 Fusarium solani의 생육을 강하게 억제하는 길항세균 한 균주 SH14균주를 분리, 선발하였으며, 분리된 균주를 동정한 결과 Bacillus subtilis이거나 그 근연종으로 추정되었다. 억제기작 실험을 통해 길항균주 B. subtilis SH14에 의해 생산되는 항진균성 길항물질은 외막가수분해효소와 같은 고분자 물질이 아니라 열에 안정한 저분자의 항생물질임을 알 수 있었다. 한편 ammonia 생산을 위한 urease의 유전자는 urease 생산력이 강력한 호알칼리성 Bacillus pasteurii의 urease 생산유전자를 E. coli-Bacillus shuttle vector인 pEB203에 subcloning하였고, 이어서 pGU 366으로 명명된 이 recombinant plasmid를 선발된 항진균성 길항균주 B. subtilis SH14에 PEG-induced protoplast transformation 방법으로 도입, 발현시켰으며, 최적조건을 조사하여 90분간의 lysozyme 처리과정 후 1.5 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 DNA와 40% PEG4000의 첨가로 약 6.5$\times$$10^{-4}$의 형질전환율을 얻을 수 있었다. 아울러 암모니아 생성능이 부가된 생물방제균 B. subtilis SH14(pGU366)에 의해 식물근부균 F. solani에 대한 생육억제력이 증가되는지 여부를 억제거리 측정법과 균체중량법을 통해 확인한 결과 urease 유전자가 도입된 형질전환체 B. subtilis SH14(pGU366)의 근부균 생육억제능이 각각 36.7%, 44.0%정도로 숙주균주인 B. subtilis SH14에 비해 근부균 생육억제능을 보다 강하게 나타내었음을 알 수 있었다. 따라서 항진균성 항생물질 생산성 생물방제균 B. subtilis SH14에 외부의 urease유전자를 도입하여 ammonia 생성능을 부가함으로써 생물방제력의 상승효과를 거둘 수 있었다.