The Effect of Cold-adaptation on Stress Responses and Identification of a Cold Shock Gene, capA in Bradyrhizobium japonicum

Bradyrhizobium japonicum is a soil bacterium with a unique ability to infect the roots of leguminous plants and establish a nitrogen-fixing symbiosis, which has been used as a microbial manure. In this study, we examined the stress response after pretreatment of cells with cold temperature. When pre-treated with cold temperature ($4^{\circ}C$) for 16 hr, B. japonicum increased the viability in subsequent stress-conditions such as alcohol, $H_2O_2$, heat, and dehydration. For cold adpatation, cultured B. japonicum was exposed to $4^{\circ}C$. Upon subsequent exposure to various conditions, the number of adapted cells pretreated by cold adaptation was 10-1000 fold higher than that of non-adaptated ones. It appeared de novo protein synthesis occurred during adaptation, because a protein synthesis inhibitor, chloramphenicol abolished the increased stress tolerance. By using a degenerate PCR primer set, a csp homolog was amplified from B. japonicum genome and sequenced. The deduced partial amino acid sequence of the putative Csp (Cold shock protein) shares a significant similarity with known Csp proteins of other bacteria.

Bradyrhizobium japonicum의 저온 전처리에 의한 환경스트레스 내성 증진에 대한 연구

Bradyrhizobium japonicum 은 콩과 식물의 뿌리에 감염하여 뿌리흑을 형성 질소를 고정하는 독특한 능력을 갖는 토양 세균이며 미생물 비료제로 사용되고 있다. 본 연구에서는 저온에서 전처리한 B . japonicum 균주를 여러 가지 환경스트레스 조건에 노출하였을 때 생균수의 변화를 확인하였다. 저온 전처리는 16시간 동안 $4^{\circ}C$의 조건을 유지했다. 다양한 스트레스(알콜, 과산화수소, 고온, 건조)에 노출하였을 때, 저온 전처리한 것이 그렇지 않는 것보다 10~1,000배 정도 높은 생균수를 유지하였다. 이러한 내성중진 현상에 전처리 동안 새로운 단백질 합성이 수반되는 것을 단백질 합성 저해제 인 chloramphenicol을 전처리 과정에 포함하여 확인하였다. 저온 스트레스 내성에 관여하는 유전자를 B. japonicum genome 으로부터 중폭하였고 염기서열 분석을 실시하였다. 실험에서 확인된 B . japonicum의 CSP (Cold shock protein) 단백질의 부분적 아미노산 서열은 이미 확인된 다른 균주의 Csp 단백질과 유사함을 확인하였다.