• 생명과학회지
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• 제31권6호
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• pp.595-602
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• 2021

사람의 장내 미생물은 숙주의 대사 조절에서 중요한 역할을 한다. 장내 미생물 균총의 불균형은 비만, 대사 증후군과 밀접하게 병리학적, 생리학적 상호작용을 한다. A. muciniphila는 최근 인간의 대변에서 분리되었으며, 장내 미생물의 약 1-4%를 차지하는 우점균이다. A. muciniphila 유래 외막(external membran) 단백질 Amuc_1100과 세포외 소포(EVs)의 이용은 비만치료를 위한 새로운 전략이 될 수 있다. A. muciniphila는 비만과 같은 대사 장애치료를 위한 차세대 probiotics로 고려되고 있다. F. prausnitzii는 next-generation probiotic로서 건강한 성인의 경우 장내미생물 균총의 약 5%를 차지하며 성인 장 건강의 지표이다. F. prausnitzii는 butyrate-producing bacterium로서 항염증 효과를 나타내며, 면역 질환과 당뇨병 치료를 위한 next-generation probiotics로 기대된다. Postbiotics는 probiotics에 의해 분비되는 세포 상층액에 포함된 대사산물의 복잡한 혼합물이다. 반면, parabiotics는 probiotics를 불활성화 시킨 미생물 세포이다. Paraprobiotics와 postbiotics는 probiotics에 비해 명확한 화학구조(clear chemical structures)와 안전한 투여 용량(safety dose parameters), 장기간의 유통 기간(longer shelf life) 등 많은 장점을 가지고 있어서 probiotics를 대체할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 장 생태계의 불균형을 정상적으로 복원하기 위해서 장내 공생 박테리아(commensal bacteria) 중 next-generation probiotics (NGPs)를 사용하는 것이 가장 자연스런 방법이다. 따라서 next-generation probiotics 를 대상으로 parabiotics와 postbiotics와 같은 새로운 식품이나 약품으로 개발하는 것이 필요하다.

• 식품과학과 산업
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• 제52권3호
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• pp.261-271
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• 2019

NGS 기술이 발전함에 따라 우리 몸의 생리와 면역조절에 있어서 장내미생물의 중요성이 알려지면서부터 장내미생물군집의 구조를 직접 조절할 수 있는 프로바이오틱스의 중요성 역시 재조명 받고 있다. 인류는 프로바이오틱스를 오랫동안 발효식품 등을 통하여 섭취하였는데, 프로바이오틱스는 식품의 보존성 및 영양성을 높일 뿐 아니라 인체의 건강에 이로운 역할을 한다. 특히 프로바이오틱스의 섭취는 생체 내에서 Treg의 기능을 활성화하여 장내 환경을 개선시켜 유익한 장내미생물의 생육을 도우며, 염증반응, 알러지질환, 자가면역질환 등을 완화시키는 효과가 있다. 특히 프로바이오틱스는 장내 유익균인 Bifidobacterium, Faecalibacterium, Akkermansia 및 Bacteroides 속 미생물의 빈도를 증가시키고, 이들은 단쇄지방산 및 신체에 이로운 대사체 등을 생산한다. 지금까지 프로바이오틱스는 대부분 건강기능식품으로 사용되어 왔으나, 최근 들어 장내 유익균에 대한 기능성이 알려지면서 기존 프로바이오틱스를 포함한 장내 미생물을 이용한 NGPs 개발이 활발히 진행되고 있다. 하지만 NGPs 개발에는 여전히 한계가 존재한다. 아직까지 장내 미생물의 분리, 동정은 일반 세균 배양에 비해 매우 까다롭고, 특별한 배양 기술이 필요하므로 현재까지 NGPs로 활용될 수 있는 장내 미생물은 매우 제한적이다. 또한 기존 프로바이오틱스와는 다르게 NGPs는 의약품처럼 전임상, 독성시험, 약물역학, 3단계의 임상시험을 거쳐야 한다. 하지만 기존 프로바이오틱스의 질병 개선 효과를 뛰어넘어 고형암, 대사질환 및 면역질환의 차세대 치료제로서의 활용 가능성이 매우 높기 때문에 앞으로 더 폭넓은 연구가 진행되어야 할 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제51권1호
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• pp.124-127
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• 2023

Among certain animals, gut microbiomes demonstrate species-specific patterns of beta diversity. This host-specificity is a potent driver of exogenous microbial exclusion. To overcome persistent translational limitations, translational microbiome research and therapeutic development must account for host-specific patterns of microbial engraftment. This commentary seeks to highlight the important implications of host-specificity for microbial ecology, Fecal Microbiota Transplantation (FMT), next-generation probiotics, and translational microbiota research.

• 식품과학과 산업
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• 제52권3호
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• pp.220-228
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• 2019

Rapid development of next-generation sequencing (NGS) technology is available to study microbes in genomic level. This NGS has been widely used in DNA/RNA sequencing for genome sequencing, metagenomics, and transcriptomics. The food microbiology area could be categorized into three groups. Food microbes including probiotics and food-borne pathogens are studied in genomic level using NGS for microbial genomics. While food fermentation or food spoilage are more complicated, their genomic study needs to be done with metagenomics using NGS for compositional analysis. Furthermore, because microbial response in food environments are also important to understand their roles in food fermentation or spoilage, pattern analysis of RNA expression in the specific food microbe is conducted using RNA-Seq. These microbial genomics, metagenomics, and transcriptomics for food fermentation and spoilage would extend our knowledge on effective utilization of fermenting bacteria for health promotion as well as efficient control of food-borne pathogens for food safety.

• 식품과학과 산업
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• 제52권2호
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• pp.171-187
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• 2019

Novel food materials can be produced based on biotechnology such as genetic recombination, microbial fermentation, and enzymatic engineering by utilizing living organisms such as animal, plant, and microorganism or by applying the enzymes isolated from them. Especially, exploration and development of novel prebiotics and probiotics attracted great attention worldwide in the food industry, of which the research and industrial trends in food biotechnology field are promoting the production of next generation sweeteners and proliferation of beneficial bacteria in gastrointestinal tract. Development and commercialization of novel food materials by domestic bioprocessing technology have been sluggish due to the GMO/LMO food safety issues. Meanwhile, the US and EU do not perceive badly about gene manipulation technology, and the research is most active in the fields of crops and GMMs, respectively. Genetic scissors, which are considered as next generation technology, are notable since foreign genes do not remain in final products.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제41권1호
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• pp.9-25
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• 2023

Yogurt fermentation is known to be beneficial because it provides a low pH and harsh environment for foodborne pathogens and improves organoleptic properties. Additionally, organic acids produced through fermentation have a good effect on the viscosity and gelling properties of yogurt. Several potential health benefits of probiotic and generally recognized as safe strains have been suggested. Yogurt is the preferred vehicle for delivering probiotics to health-conscious consumers. Therefore, manufacturers of probiotic beverages must comply with the relevant regulations. The development of probiotic yogurt begins with the selection of strains with safety and functional properties of probiotics. The selected probiotic strain should be technically suitable for viability and improve organoleptic quality while maintaining the number of bacteria above the standard value during processing and storage conditions. In addition, the efficacy of probiotic strains contained in yogurt should be investigated, confirmed, and approved according to well-designed clinical trials. Although various methods are used to detect probiotic strains, the recently widely used next generation sequencing method can be actively utilized. In the future, more research should be conducted with the latest methods to identify probiotic functions and accurately detect probiotic strains.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제33권3호
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• pp.167-170
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• 2015

The dairy industry, as part of the broader agricultural sector, is classified as a basic industry to the Korea economy. Basic industries provide income to a region by producing an output, purchasing production inputs, services and labor. An integrated, multidisciplinary approach for the next generation of dairy products with added health benefits represent the direct economic contribution. The commercialization of "nutritional" functional foods can only be successful if the consumer is confident in the scientific validity of the claims. Modern biotechnologies such as genomics, genetic expression and biomarkers of health performance suggested to whole dairy products, such as fluid milk, butter, cheese, ice cream and frozen dessert products (German, 1999). The following definition makes the point that dairy products can provide a nutritional value beyond the basic nutritional requirements: 1) The dairy industry has the opportunity to improve the health and well-being of its customers and/or to reduce their risk of disease through dairy products with added activities. 2) Functional dairy products are those that can be demonstrated to benefit target functions in the body in a way that improves the state of health and /or reduces the risk of disease. They are food products that are consumed as part of a normal diet rather than pills or supplements. 3) Dairy products based on functionality will need to link the scientific basis of such functionality to the communication of its benefit to the general public. 4) Both the efficacy and the safety of the food components with health benefits will require evidence based on the measurement of scientific biomarkers relevant to their biological responses and health end points. 5) Sound evidence from human studies based on intermediate health end points using accepted biomarkers will provide the basis for promotional messages divided into two categories-enhanced function and reduced risk of disease. 6) Success in solving key scientific and technological challenges will only be achieved by interdisciplinary research programs to exploit the scientific concepts in functional dairy science.

• 미생물학회지
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• 제55권3호
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• pp.220-225
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• 2019

최근 10년간 미생물생태분석 기반의 연구는 차세대염기서열분석법이 개발된 이래로 지속적으로 증가하고 있다. 장내미생물생태와 건강의 연관성은 미생물 생태학 분야에 있어서 중요한 결과로 여겨지고 있다. 미생물 군집 분석은 주로 16S rRNA 유전자 가변 영역의 염기서열을 통해 분석되지만 이는 미생물의 활성 정보를 제공하지 않는다. 본 연구에서는 cDNA 기반의 미생물 생태분석을 수행하고 DNA 및 cDNA기반의 미생물생태분석 결과를 비교하였다. 두 가지의 서로 다른 접근법이 Butyrate producer와 probiotics와 같이 장내 대사과정에서 중요한 미생물의 abundance 뿐만 아니라 비만 지표로 알려진 Firmicutes 와 Bacteroidetes의 비율에 있어서 차이가 있음을 나타내었다. 따라서, cDNA 기반 미생물 군집은 이전에 수행된 DNA 기반 미생물 군집 분석과 비교하여 장내미생물생태의 역할과 관련된 또 다른 분석 방향성을 제공한다.