Determination of Optimal Electrotransformation Conditions for Various Lactobacillus spp.

Lactobacillus spp., primary members of probiotics, have significant benefits for health and well-being of human. In this study Lactobacillus strains representing six species (L. paracasei KLB58, L. fermentum MS79 and KLB282, L. plantarum KLB213, L. gasseri KLB238, and L. reuteri KLB270) isolated from Korean adults were electrotransformed with plasmid pNCKH104. To determine optimal electrotransformation conditions, various conditions including cell wall weakening agent, electroporation buffer, electric field strength and time constant were tested for each strain. Overall, high transformation efficiency of approximately 2.5 ${\times}$ $10^3$ ${\sim}$ 5.5 ${\times}$ $10^4$ CFU/${\mu}g$ DNA was obtained where conditions of 0.5 M sucrose electroporation buffer, 1.8 kV pulse voltage and 5 ms time constant were applied. The common conditions developed in this study will make transformation of various Lactobacillus spp. easier than previous procedures.

다양한 Lactobacillus 균주에 대한 electrotransformation 최적 조건 탐색

Lactobacillus 균주는 대표적인 probiotics로서 인체의 건강유지에 좋은 영향을 준다고 알려져 있다. 본 연구에서는 건강한 한국인 체내에서 분리하고 선별된 6개의 Lactobacillus 균주 (L. paracasei KLB58, L. fermentum MS79 and KLB282, L. plantarum KLB213, L. gasseri KLB238, and L. reuteri KLB270)를 플라스미드 pNCKH104로 electrotransformation 하였다. 최적 조건을 찾기 위해 pulse voltage, time constant, 세포벽 처리방법, 세포현탁액을 다양하게 변화시켰으며, 그 결과 각각의 균주에 대해 최적의 형질전환 조건을 결정하였다. 대체로 인체에서 분리한 Lactobacillus 균주는 전처리 없이 0.5 M sucrose buffer로 현탁하여 1.8 kV의 pulse voltage와 5 ms의 time constant로 electroporation을 수행하였을 때 약 2.5 ${\times}$ $10^3$ ${\sim}$ 5.5 ${\times}$ $10^4$ CFU/${\mu}g$ DNA의 형질전환 효율을 보였는데, 기존의 Lactobacillus 균주를 이용한 형질전환 실험들에 비해 월등히 높은 결과는 아니지만, Lactobacillus 균속 내의 다양한 종에 적용되는 공통의 조건을 찾음으로써 보다 간편한 형질전환 실험을 기대할 수 있다. 이는 앞으로 산업적, 임상적으로 중요한 Lactobacillus 균주의 형질전환을 손쉽게 하여 항균 펩타이드를 삽입한 벡터의 cell surface display발현 및 분석, 유용유전자 탐색을 위한 knock-out mutant등의 제작에 기여할 수 있으리라 본다.