팽이버섯(Flammulina velutipes) 25품종의 유전체 재분석 데이터를 표준유전체(KACC42781)와 비교하여 genomewide single nucleotide polymorphism (SNP)를 선발하였다. 균주에 따른 mapping율의 차이는 균주간 변이를 반영하였으며, genome-wide SNP분포는 homozygous SNP, heterozygous SNP로 구분되었으며 모두 균주에 따른 변이가 크게 나타났다. 수집균주들 사이의 유연관계를 살펴보기 위해, 계통수를 그려본 결과, Group I은 F. velutipes var. 계통인 ASI 4062, 4148, 4195이 묶여지고, Group II는 ASI 4188 F. elastica, ASI 4190 F. fennae, ASI 4194 F. rossica의 다른 종이 별도의 그룹을 형성하였다. 그 외 F. velutipes 19개 계통은 같은 그룹으로 나타났으며 그 유전적 자리를 잘 반영하였다. 한편 백색 group과 갈색 group을 유연관계로 분석하고자 시도하였으나 색깔에 따른 group은 이루어지지 않았다. 한국 백색 품종인 ASI 4210, 4166, 4178과 일본 백색 품종인 ASI 4209, 4167을 분석한 결과 phylogenetic tree상에서 한국 백색 품종과 일본 백색 품종간의 유전적 상동성이 매우 높음을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 염생식물에서는 최초로 expansin 유전자를 분리하고 특성을 분석하였다. 염생식물 중 생리활성물질 등으로 최근 들어 관심의 대상이 되고 있는 칠면초로부터 expansin 유전자의 cDNA 3종을 분리, 합성하였다. 확보한 3종의 칠면초 expansin cDNA 염기서열 분석 및 단백질 1차 구조의 비교분석 결과 시스테인 잔기의 위치 및 배열간격과 트립토판의 위치, 그리고 활성부위의 일부로 생각되는 HFD 도메인이 잘 보존되어 있다는 점에서 이들이 ${\alpha}$-expansin (EXPA)에 속한다는 것을 확인하였다. 다른 식물들과 칠면초의 expansin 단백질을 대상으로 계통수를 작성한 결과, 목본성인 딸기와 대추나무의 expansin과 가장 가까운 것으로 나타났다. 칠면초는 일년생 초본이지만 생육초기에는 초본성으로 자라다가 나중에 목질화되는 경향이 있다. 따라서 칠면초의 expansin이 목본 식물의 expansin과 유사한 기능을 가질 것으로 추측할 수 있다. 고염도 환경에서의 칠면초 유식물의 생육 실험결과에 따르면 실험에 사용된 NaCl 농도범위 내에서 유식물의 생장이 현저하게 억제되지 않았을 뿐만 아니라 expansin의 발현량에도 큰 변화가 없었다. 이 결과로 미루어 내염성을 가진 식물에서는 expansin과 같은 생장관련 유전자의 발현이 NaCl의 농도에 크게 영향을 받지 않으므로 식물의 생장이 저해되지 않는다고 유추할 수 있다. 이는 염생식물인 칠면초가 고염도 환경에서 정상적으로 생육할 수 있도록 하는데 expansin이 중요한 요소 중 하나일 것이라는 점을 의미한다.
깔따구(Diptera: Chironomidae)는 저서성 대형무척추동물로 환경 및 수질 변화에 민감한 영향을 받는 중요한 환경지표생물이다. 이러한 깔따구 유충이 정수장에서 본 연구에서는 제주 정수처리장에서 발견된 깔따구 유충의 종을 분류하기 위해 형태 사진 및 COI (cytochrome c oxidase subunit I) Primer로 증폭시킨 DNA의 염기서열을 계통수 분석을 통해 분석을 실시하였다. 정수장 내 수도꼭지와 소화관 등에서 채집된 17개체는 둥근깃깔따구(O. tamarutilus) 14개체, 타마긴털깔따구(P. tammaater) 3개체 총 2종으로 확인되었다. 각 깔따구 종의 형태적 특징은 두부, 하순기절, 대악, 안테나, 발톱의 형태적 특징의 분류기로 종 동정하였다. NCBI Genbank에 등록된 깔따구 19종 COI 염기서열을 기반으로 본 연구에서 조사된 17개체의 계통진화적 분석 결과 채집된 깔따구 COI 염기서열이 둥근깃깔따구(O. tamarutilus)와 타마긴털깔따구(P. tammaater) 2종으로 각각 계통군(clade)를 이루는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 정수장 환경별 발견되는 깔따구 유충의 다양성의 확인과 형태적-유전적 종 동정 분류정보를 바탕으로 수환경 관리 및 평가를 위한 기반 정보로 활용될 것이다.
본 연구에서는 북방전복 (Haliotis discus hannai)의 대용량 염기서열 분석을 통해 GST유전자의 전장 cDNA를 동정하였다. 북방전복 GST 유전자의 총 길이는 1669 bp로 672 bp의 ORF는 총 223개의 아미노산을 코딩하고 있으며 등전점은 5.69, 분자량은 25.8 kDa으로 예측되었다. 북방전복 GST아미노산 서열은 둥근전복과 지중해 담치와 같은 패류의 GSTA와 가장 유사성이 높았으며 계통수 분석을 통해 GSTA와 하나의 그룹을 이루었다. 북방전복 GST에는 GSTA의 특징을 갖는 두 site (N-말단의 G-site, C-말단의 H-site)가 보존되어 있었고 효소활성과 구조 유지에 중요한 잔기가 종간에 매우 보존되어 있었다. 북방전복 GST 유전자의 mRNA는 관찰된 모든 조직에서 발현하고 있었으며, 특히 외투막, 아가미, 간췌장, 소화관에서 높은 발현이 확인되었다. 북방전복의 GST는 비브리오균을 인위감염 시킨 전복의 간췌장에서 감염 후 1시간 뒤 발현이 급격히 증가했다가 3시간까지 증가한 뒤 감소하였고, 혈구세포에서는 감염 3시간 경과 후 발현 정도가 최고로 증가했다가 감소하였다. 따라서 북방전복 GST는 alpha class GST의 특징을 가지며 병원체 감염에 따른 면역반응 조절에 관여할 것이라 생각되며 병원균 감염에 따른 바이오마커로 활용가능 할 것이라 예상된다.
본 연구는 최근 북한강 수계에서 번성하고 있는 Anabaena strain의 16S rDNA 염기서열을 이용한 종 수준의 동정과 geosmin 합성 유전자의 탐침을 통해 이취미 물질의 잠재 생산능력을 분석하였다. 현장(경기도 양평군 조암면 삼봉리 수역)에서 분리 배양한 Anabaena는 직선형과 나선형 두 가지의 형태적 변이를 보였다. 이들은 세포의 크기와 사상체에서 형태적 차이를 나타냈으며, A. circinalis 및 A. crassa와 유사한 형태적 특징들을 보여주었다. 그러나 16S rDNA 계통수 및 유연관계를 분석한 결과, 직선형과 나선형 모두 동일한 A. circinalis 종으로 확인되었다(98%~100%의 유전적 유사도). 또한 직선형과 나선형 strain 모두에서 geosmin을 합성하는 유전자 구간이 발견되어, 북한강 수계에 존재하는 Anabaena circinalis는 종의 형태적 변이에 관계없이 geosmin을 생산할 수 있음을 보여주었다. 본 연구의 결과는 유전자 수준에서 A. circinalis의 geosmin 생산에 대한 직접적인 증거를 제공하는 국내 최초의 보고로서 북한강 수계에서 geosmin 증가의 원인종 확인 및 관리에 중요한 자료를 제공한다.
한국산 붓꽃속(Iris L.; Iridaceae) 15종과 비교군인 등심붓꽃속(Sisyrinchium auguistifolium Mill.)과 범부채속(Belamcanda chinensis (L). DC.)을 포함한 17분류군을 대상으로 RAPD분석이 수행되었다. 10개의 oligoprimer를 이용한 효소중합반응에서 80개의 유효한 polymorphic band가 확인되었다. 유전적 상사도 지수에 의하여 bootstrap을 포함한 neighbour-joining 방법을 통하여 계통수를 평가하였다. 한국산 붓꽃속은 3아속(Limniris, Crossiris, Pardanthopsis) 또는 2속과 1아속으로 분류되어지고, 붓꽃아속(Limniris)은 6개의 분계조를 형성하고 있어 Waddick(1992)이 설정한 2절, 6계열의 분류체계가 더 타당하다고 생각된다. Chinensis계열은 금붓꽃계열과 각시붓꽃계열로 구분되어진다. Tripetalae계열에 속하는 부채붓꽃은 Sibiricae계열(시베리아붓꽃, 붓꽃)과 매우 가까운 유연관계를 형성하고 있으며, Ensatae계열에 속하는 타래붓꽃은 Ruthenicae계열에 속하는 솔붓꽃, 난장이붓꽃과 가까운 유연관계를 나타내고 있다. RAPD 분석자료를 기초로 한 한국산 붓꽃속의 계통학적 연구는 형태학적, ITS 염기서열 결과와 비슷한 결과를 제시하였고, 많은 학자들에 의해 논란이 된 분류군들의 문제를 해결하는데 유용한 접근방법이라 생각되며, 전체 붓꽃속 수준에서의 계통분석에 유용한 도구로 이용될 수 있는 것으로 사료된다.
서울시내 25개 자치구에 산재한 약수터에서 5주의 Yersinia pseudotuberculosis를 분리하여 생화학적 특성, 병원성의 유무 및 16S rDNA 분석을 실시하였다. 분리된 Y. pseudotuberculosis는 모두 병원성 유전자인 inv를 소유하고 있었으며, 16S rDNA를 증폭한 후 염기서열을 분석하여 NCBI Genbank에 등록된 다른 Yersinia 속 및 장내세균 등과 비교해 본 결과 Yersinia 속 등과는 97.5%에서 100%의 높은 상동성(Similarity)을 나타내었고, 다른 장내세균 등과는 93.0%에서 95.1%의 낮은 상동성을 나타내었다. 165 rDNA 염기서열을 기초로 계통수를 작성한 결과 크게 3개의 cluster를 형성하였는데 특히 Y.enterocolitica (Z49830)은 Y.pseudotuberculasis (Z21939)와의 상동성(97.7%)보다 Y.intermedia (X75279)와의 상동성(97.9%)이 더 높게 나타났으며, E. coli (Z83205)는 Proteus vulgaris (AJ233425) 와의 상동성(93.2%)보다 Salmonella enteritidis (U90318)와의 상동성(97.7%)이 더 밀접한 연관성을 나타내었다.
그람 양성세균에서 PyrR단백질에 의하여 피리미딘의 생합성이 조절된다는 발견을 바탕으로 하여, Synechocystis sp.PCC6803과 Haemophilus influenzae의 PyrR orthologue 유전자를 Bacillus subtilis에서 형질전환 시켜 피리미딘 생합성의 조절 유무를 조사하였다. Synechocystis sp.PCC6803과 H. influenzae의 PyrR orthologue유전자를 pUC19과 T-vector에 클로닝 한후 pKH1, pKH2, pHPSK1, pHPSK2으로 각각 명명하였다. 이것을 다시 Escherichia. coli와 B. subtiius용 shuttle vector인 pHPS9에 클로닝 하여 pKH3, pKH4, pHPSK3, pHPSK4로 각각 명명하였다. B. subtilis DB104Δ PyrR에 pKH3, pKH4, pHPSK3, pHPSK4을 형질전환후 ATCase 활성을 측정결과 pHPSK3을 가진 균주만 피리미딘에 의한 조절작용이 일어난다는 사실을 통하여, H. influenzae의 PyrR orthologue 유전자의 선도 부분에 조절에 관여하는 미지의 부분이 있음을 예측할 수 있었다. 서로 다른 유래의 PyrR orthologue단백질을 정제하기 위하여 pET14b에 클로닝후 pKH5, pHPSK5으로 각각 명명하였다. SDS-PAGE로 분석한 결과 각각 약 18 kDa과 21 kDa의 분자량을 나타내었다. 정제된 PyrR orthologue 단백질의 UPRTase 활성을 측정한 결과 H. infuenzae의 PyrR orthologue 단백질은 UPRTase 활성을 나타내었으며 다양한 pH에서 측정한 결과 pH 5에서 가장 높은 활성을 나타내었다. 반면에, Synechocystis sp. PCC6803의 PyrR orhologue 단백질은 UPRTase 활성을 나타내지 않았다. 여러 가지 균주의 PyrR 아미노산 서열을 비교한 계통수 분석은 PyrR 단백질의 조절기작과 어느 정도 연관됨을 시사해 주었다.
순천만 일대 칠면초 군락의 근권 토양에 존재하는 근권 세균의 다양성 분석을 위해 몇 개 지점을 선정한 후 샘플링을 실시하였다. 채취한 토양시료는 marine broth, tryptic soy broth 한천배지를 이용하면서 세균 집락 간 형태학적인 구분을 통해 순수분리 되었다. 분리된 세균의 genomic DNA를 획득한 후, 각각의 16S rDNA 염기서열을 증폭 분석하여 총 29 strain이 부분동정 되었다. 이들의 유연관계 확인을 위해 계통수를 작성한 결과, 이들은 각각 firmicutes문 (44.8%), gamma-proteobacteria group (27.6%), alpha-proteobacteria group (10.3%), bacteriodetes 문(10.3%), actinobacteria 문(6.8%)에 속하였다. 최우점하는 firmicutes 문에서는 Bacillus 속이, 차 우점하는 gamma-proteobacteria group에서는 각각 Marinobacterium, Halomonas, Vibrio 속이 집중 분포하는 것으로 나타났다. 또한 채취 지점별로 몇 가지 척도를 사용하여 다양성 지수를 도출하였을 때, 채취 지점 간 지수의 차이를 보여 전체 순천만 갯벌 중 위치에 따라 상이한 미생물상을 가지는 것으로 추측된다. 분리된 균들 중 일부는 갯벌 특유의 극한환경을 극복하면서 칠면초 근권에서 생존하며 물질순환, 식물생장 촉진 및 병원체 방어작용 유도 등 식물생장에 긍정적 역할을 수행할 것으로 생각된다.
이 논문은 서울 한강물에서 분리한 방사선 내성 세균군집과 분리된 신종 세균의 UV 내성 특성에 관한 내용이다. 세균은 R2A agar와 1/10 R2A agar를 사용하여 3 kGy가 조사된 한강물에서 분리되었다. 그 결과 방사선에 내성을 가지는 것으로 추측되는 균주를 60주 분리하였고, 본 연구 분석 자료로 사용하였다. 16S rRNA 유전자 염기서열 분석을 통해 분리균주 60개의 계통수를 파악한 결과, 3개의 문(4개의 속)이 확인되었고, Deinococcus-Thermus (Deinococcus)가 61.7%, Firmicutes(Exiguobacterium)는 15%, Bacteroidetes (Hymenobacter, Spirosoma)는 23.4%의 비중을 나타냈다. 분리균주 중 29개 균주가 Deinococcus, Hymenobacter, Spirosoma에 속하는 신종 또는 다른 신속으로 분류될 가능성을 보였으며, 앞으로 추가적인 신종 실험이 진행될 예정이다. 그리고 신종 예상균주를 9개 선정하여 UV 내성 실험을 진행한 결과, 9개 균주 모두 D. radiodurans $R1^T$ 균주 만큼 높은 UV 내성을 가지는 것으로 나타났다. 또한 분리된 Firmicutes (Exiguobacterium) 균주는 아직까지 방사선 내성 연구 보고가 되어 있지 않아서 추가적인 방사선 내성 연구가 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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