• Journal of Plant Biotechnology
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• 제46권3호
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• pp.180-188
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• 2019

옥신은 식물의 생장과 발달 과정에서 중요한 조절자로서 기능한다. 옥신 신호전달 과정은 3개의 주요 옥신 반응 전사인자인 Auxin/indole-3-acetic acid (Aux/IAA), Gretchen Hagen 3 (GH3), 그리고 small auxin up RNA (SAUR) 유전자에 의해 조절된다. 특히, Aux/IAA는 옥신 신호에 반응하여 빠르게 축적되는 수명이 짧은 핵 단백질이다. 이 실험에서 우리는 현사시 나무(Populus alba ${\times}$ P. glandulosa)로 부터 PagAux/IAA1 유전자를 분리하고 발현 특성을 분석하였다. PagAux/IAA1 cDNA는 4개의 보존된 도메인과 2개의 nuclear localization sequence (NLS)을 포함한 200개의 아미노산을 암호화하고 있다. Southern blot 분석으로 현사시나무 genome에 PagAux/IAA1 유전자가 single copy로 존재하는 것을 확인하였다. PagAux/IAA1 유전자는 잎과 꽃에서 특이적으로 발현되었다. 그리고 PagAux/IAA1 유전자는 현탁배양세포의 생장 과정에서 초기 지수생장기에 발현되었다. PagAux/IAA1 유전자의 발현을 분석한 결과, 건조와 염 스트레스 및 식물호르몬인 ABA 처리에 의해 발현이 감소된 반면 저온 스트레스, 형성층의 세포 분열 과정 그리고 식물호르몬인 GA와 JA 처리에서 발현이 증가하였다. 따라서 PagAux/IAA1 유전자가 현사시나무에서 저온 스트레스 반응뿐 아니라 생장 과정에 관여할 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제29권8호
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• pp.916-921
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• 2019

본 연구는 내열성, 에탄올내성 및 에탄올생산성이 향상된 새로운 생물시스템을 육종하기 위해 DNA 복제 시 교정기능이 결여된 변이주(proofreading-deficient mutant)를 이용한 무작위적 돌연변이(random mutagenesis)를 유도하였다. DNA polymerase ${\delta}$와 ${\varepsilon}$의 catalytic subunit를 코드하고 있는 POL3와 POL2 유전자가 변이된 AMY410 균주(pol2-4)와 AMY126 균주(pol3-01)를 이용하여 $30^{\circ}C$, $38^{\circ}C$, $48^{\circ}C$에서 내열성 변이를 유도하였다. AMY410 균주와 AMY126 균주는 $38^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 거의 자랄 수가 없기 때문에, 배양 온도를 점차 높여가며 변이를 유도한 결과, $40^{\circ}C$에서도 잘 자라는 AMY410-Ht와 AMY126-Ht 균주를 선별할 수 있었다. 또한 AMY410-Ht와 AMY126-Ht 균주의 에탄올내성을 추가로 획득하기 위해 6%와 8% 에탄올이 함유된 배지에서 변이를 유도하였고, 8% 에탄올 농도에서 내성을 가지는 AMY410-HEt 균주와 AMY126-HEt 균주를 분리하였다. 특히 AMY126-HEt 균주는 10% 에탄올 농도에서도 내성을 가짐을 확인할 수 있었다. AMY126-HEt 균주의 에탄올생산성의 증가를 위한 변이는 고농도 당(glucose)의 첨가에 의해 유도되었고, 50 g/l의 고농도 glucose를 함유한 배지에서 24.7 g/l의 에탄올(95% 이론적 전환수율)을 생산할 수 있는 고효율 에탄올 생산균주(AMY126-HEt3)를 최종 분리하였다. 따라서, 본 연구를 통해서 교정기능이 결여된 균주(proofreading-deficient mutant)를 사용한 돌연변이법으로 산업적으로 유용한 다양한 형질을 가진 생물시스템의 구축이 가능함을 확인하였다.

• 산업식품공학
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• 제21권3호
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• pp.242-248
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• 2017

많은 선행연구에서 젖산균 발효 두유 커드의 우수성이 입증이 되었지만 젖산균으로 발효된 두유 커드의 높은 산도는 관능성을 저해하는 주요 요인으로 작용하여 제품의 개발로 이어지기 쉽지 않았다. 본 실험에서는 두유 커드 발효 시 관능성을 높일 수 있는 젖산균을 김치로부터 분리하여 선별된 균주를 이용한 저산도 두유 커드를 제조하였다. 최종 선별된 젖산균은의 16S rDNA 염기서열 분석을 통하여 Pediococcus inopinatus로 동정되었고 P. inopinatus Y2로 명명하였다. P. inopinatus Y2는 $30^{\circ}C$에서 배양 시 가장 빠르게 대수기에 이르는 것으로 나타났으며 $25^{\circ}C$에서 24 시간 발효 시 10.73 log CFU/mL의 최대 생균수를 보였다. P. inopinatus Y2에 의해 발효된 두유 커드의 관능검사 결과 L. sakei strain No. 383, Leu. mesenteroides strain No. 4395에 의해 발효된 두유 커드보다 전반적인 기호도가 높은 것으로 나타났는데 이러한 결과를 토대로 P. inopinatus Y2로 발효된 두유 커드는 식품 개발에 이용할 수 있을 것이라 사료된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제48권1호
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• pp.34-43
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• 2021

CRISPR/Cas9에 의한 유전자 교정 기술은 유용 형질을 갖는 작물 및 임목의 육성에 있어 널리 사용되고 있는 핵심 기술이다. 유전자 교정 임목 육성에는 아그로박테리움에 의한 형질전환 방법이 높은 효율로 시행된 연구가 많았고 따라서 형질전환에 사용된 플라스미드 서열이 식물 유전체 안에 존재한다는 문제가 남아 있었다. 본 연구에서는 CRISPR/Cas9을 사용하여 유전자 교정 임목을 육성하는 데 기존에 알려진 벡터 도입 기술이 아닌, 단일 가닥 가이드 RNA (sgRNA)와 Cas9 단백질을 혼합하여 만든 리보핵산단백질을 현사시나무 원형질체에 도입하는 방법을 기술하였다. 염 스트레스 내성 관련 인자 PagSAP1 유전자를 표적으로 하는 3종류의 sgRNA를 디자인하고, 각 sgRNA와 Cas9 단백질을 혼합하여 만든 리보핵산단백질을 원형질체에 도입하였다. 표적화 딥시퀀싱을 통해 리보핵산단백질 형성 시 sgRNA와 Cas9 단백질을 혼합하고 일정 시간 배양하여 안정화되는 시간이 필요한 것을 확인하였다. 또한 sgRNA3의 리보핵산단백질이 sgRNA1, sgRNA2의 리보핵산단백질보다 높은 교정 효율을 보이는 것을 확인하였다. 본 실험을 통해 리보핵산단백질을 이용한 유전자 교정 기술이 임목에도 적용될 수 있음이 확인되었고, 이는 외래 유전자 없이 유전자 교정 임목을 육성하는 데 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Design & Manufacturing
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• 제15권2호
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• pp.11-16
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• 2021

Recently, three-dimensional (3D) cell culture systems, which are superior to conventional two-dimensional (2D) vascular systems that mimic the in vivo environment, are being actively studied to reproduce drug responses and cell differentiation in organisms. Conventional two-dimensional cell culture methods (scaffold-based and non-scaffold-based) have a limited cell growth rate because the culture cannot supply the culture medium as consistently as microvessels. To solve this problem, we would like to propose a 3D culture system with an environment similar to living cells by continuously supplying the culture medium to the bottom of the 3D cell support. The 3D culture system is a structure in which microvascular structures are combined under a scaffold (agar, collagen, etc.) where cells can settle and grow. First, we have manufactured molds for the formation of four types of microvessel-mimicking chips: width / height ①100 ㎛ / 100 ㎛, ②100 ㎛ / 50 ㎛, ③ 150 ㎛ / 100 ㎛, and ④ 200 ㎛ / 100 ㎛. By injection molding, four types of microfluidic chips were made with GPPS (general purpose polystyrene), and a 100㎛-thick PDMS (polydimethylsiloxane) film was attached to the top of each microfluidic chip. As a result of observing the flow of the culture medium in the microchannel, it was confirmed that when the aspect ratio (height/width) of the microchannel is 1.5 or more, the fluid flows from the inlet to the outlet without a backflow phenomenon. In addition, the culture efficiency experiments of colorectal cancer cells (SW490) were performed in a 3D culture system in which PDMS films with different pore diameters (1/25/45 ㎛) were combined on a microfluidic chip. As a result, it was found that the cell growth rate increased up to 1.3 times and the cell death rate decreased by 71% as a result of the 3D culture system having a hole membrane with a diameter of 10 ㎛ or more compared to the conventional commercial. Based on the results of this study, it is possible to expand and build various 3D cell culture systems that can maximize cell culture efficiency by cell type by adjusting the shape of the microchannel, the size of the film hole, and the flow rate of the inlet.

• 대한화장품학회지
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• 제47권4호
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• pp.297-304
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• 2021

본 연구에서는 미백 기능성 화장품 및 원료의 효능을 평가하는 동물대체시험법을 개발하기 위하여 세포수준과 색소화피부모델(KeraSkin-M^TM)에서 기존에 잘 알려진 4종의 미백기능성원료(arbutin, ascorbic acid, kojic acid, niacinamide)의 효능을 평가하였다. 특히 기존 시험법의 보완을 위해 인체피부유래 케라틴세포와 멜라닌세포를 혼합하고 공배양하여 색소화피부모델을 제작하였다. 그 결과 색소화피부모델을 이용하여 미백효능을 평가함으로써 세포수준에서는 확인이 어려웠던 각 피부세포층에 따른 멜라닌 과립과 멜라닌캡(melanin cap)의 분포 등의 지표들을 추가로 확인할 수 있었으며 이미지분석을 통한 정량화로 음성대조군 대비 통계적 유의성을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 KeraSkin-M^TM을 이용한 미백효능평가법이 기존에 사용하던 총멜라닌함량와 타이로시나아제 저해 평가를 보완할 수 있는 새로운 평가법으로 사용할 수 있음을 시사한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제32권4호
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• pp.27-35
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• 2004

계면활성제로 이용되는 난분해성 4-t-Octylphenol에 대하여 목질분해균인 큰이빨버섯과 좀구멍버섯을 선발하여 농도별 저항성 시험을 한 결과 좀구멍버섯은 200 ppm 이상의 농도에서 14일 내에 완전 균사생장(8.5 cm in petri dish)에 도달하며 큰이빨버섯은 농도의 증가에 따라 서서히 제한적인 생장을 하였다. 분해능 조사에서 좀구멍버섯은 배양 1일째 초기 투입된 4-t-Octylphenol의 95%를 분해하였으며, 큰이빨버섯은 36%의 분해능을 나타내었고 두 균주 모두 3일 이후에는 95%이상 분해하는 것으로 나타났다. 이러한 분해과정에서 좀구멍버섯은 4-t-Octylphenol 첨가에 의하여 MnP 유도효과가 있었으나 laccase는 두 균주 모두 첨가하기 전에 최고의 역가를 나타냈다. 4-t-Octylphenol 및 분해산물이 MCF-7 세포증식에 미치는 영향을 살펴본 결과 좀구멍버섯 및 큰이빨버섯 처리에 의한 분해산물의 생물학적 반응성이 하루 이후에 완전히 감소하였다. 또한, MCF-7 세포의 pS2 유전자의 발현은 처리 1일 후, 배지만 첨가한 무처리군과 동일한 양으로 감소하였다.

• 대한소아치과학회지
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• 제49권2호
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• pp.149-157
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• 2022

이 연구의 목적은 erythrosine 매개 광역동 치료 (Photodynamic therapy, PDT)가 Streptococcus mutans 바이오필름 회복에 미치는 영향을 Colony Forming Unit (CFU) 측정과 공초점 레이저 주사 현미경의 관찰을 통해 평가하는 것이었다. PDT에서 광감각제로 erythrosine을 사용하였다. S. mutans ATCC 25175 바이오필름에 LED 광원을 통해 광역동 치료를 시행하였다. 클로르헥시딘 (Chlorhexidine, CHX) 처리한 군을 양성대조군으로 설정하였다. 각 군에 따른 처리 후 바이오필름의 회복을 위해 배양하였다. 세균 생존율을 처리 직후, 재배양 후 3시간 간격으로 24시간까지 CFU 계수를 통해 측정하였다. 항균 처리 직후 PDT, CHX에서 모두 음성대조군과 비교 시 S. mutans CFU 수가 유의하게 감소하였다. 재배양 12시간 후 PDT는 음성대조군과 비교 시 CFU 수 감소에 관하여 통계적인 유의성을 띄지 않았지만 CHX는 24시간 동안 통계적으로 낮은 CFU 수를 보였다. Erythrosine을 이용한 광역동 치료는 S. mutans 바이오필름 형성을 효과적으로 억제하지만 클로르헥시딘보다 바이오필름의 회복이 빠르게 나타났다. 이 연구는 치아 우식 예방을 위한 광역동 치료의 임상적 효과에 관한 통찰력을 제공한다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제49권4호
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• pp.356-361
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• 2022

본 연구에서는 Bacillus amyloliquefaciens ISP-5 균주의 최적배지조성을 확인하기 위해 5종의 탄소원(glucose, fructose, sucrose, maltose, corn starch)과 5종의 질소원(yeast extract, peptone, tryptone, soytone, soy bean flour)을 이용하여 각각의 생육을 측정하였다. 그 결과 glucose와 soy bean flour를 각각 최적 탄소원과 질소원으로 확립하였으며 최적 배지를 이용하였을 때 상업용 배지(TSB)에 비해 약 2500배의 생육을 확인할 수 있었다. B. amyloliquefaciens ISP-5 배양액을 상추에 엽면 살포하였을 때 상추의 엽폭과 엽장은 대조군에 비해 8.6%, 12.9%의 증가하였으며, 생체중과 건물중은 대조군에 비해 각각 24.2%, 23.9% 증가하였다. 이러한 결과들을 종합해보았을 때 B. amyloloiquefaciens ISP-5 균주를 이용한 미생물 제제는 상추용 식물생장촉진제로써 활용할 수 있을 것이라 기대된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제50권
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• pp.63-69
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• 2023

본 연구는 유채(Brassica napus L.)의 배축을 이용하여 수량 증대 유전자인 ORE7 그리고 선발유전자로 제초제저항성을 나타내는 bar 유전자를 Agrobacterium 기법을 이용하여 형질전환 하였다. 효율적인 유채형질전환 기법을 확립하기 위해 한국 유채 '영산' 품종의 배축 절편체를 이용하여 Agrobacterium 접종 시, 20분간의 접종시간 그리고 3일간의 공동배양기간을 적용할 때 100개의 접종된 배축 절편체들로부터 약 32-36개 개체가 PPT (Phosphinothrixin) 20 mg/l 첨가된 선발배지에서 생존하여 높은 형질전환 효율을 보여주었다. 또한 본 연구에서 도입된 선발 및 생산성 증대 유전자 도입 여부를 확인하기 위해 PCR을 수행하여 도입여부를 확인하였다. 또한 생산성 증대 유전자 ORE 7 유전자와 같이 도입된 bar 유전자의 발현여부를 확인하기 위해 0.5% Basta 용액에 처리한 결과, 제초제저항성 형질이 발현됨을 확인하였다. 본 연구결과를 통해 향후 국내 유채품종을 대상으로 Agrobacterium을 이용하여 제초제 저항성, 건조저항성. 생산성 증대 형질 그리고 오일함량 증대 등의 유용형질 개량에 이용되리라 판단된다.