• 제목/요약/키워드: 난배양성 미생물

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난배양성 미생물의 기능 분석 방법 (Deciphering Functions of Uncultured Microorganisms)

  • 김정명;송새미;전체옥
    • 미생물학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.1-9
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    • 2009
  • 미생물 군집 내의 미생물은 순수하게 배양된 미생물과는 다른 생리적 특징을 갖는다. 전통적으로 미생물 연구는 순수배양에 초점을 맞추어 이루어져 왔고 실제 생태계에 존재하는 대부분의 미생물들이 난배양성 미생물로 알려져 있다. 따라서 복잡한 미생물 군집에서 미생물의 기능에 대한 연구는 실질적으로 미진한 실정이다. 그러나 stable isotope probing (SIP), fluorescence in situ hybridization (FISH)와 microautoradiography (MAR)의 조합, isotope micrarray, 메타게노믹스 등의 새로운 분석방법들은 미생물 군집 내에서 난배양성 미생물의 기능 분석을 어느 정도 가능하게 해 주었다. 본 논문에서는 이들 방법 등에 대해 간단히 설명하고 좀 더 정확한 결과를 얻기 위한 최신 연구 동향을 소개하고자 한다.

환경시료에 존재하는 미생물 배양을 위한 filter plate micro trap의 개발 (Filter Plate Micro Trap as a Device for in situ Cultivation for Environmental Microorganisms)

  • 정다운;안태석
    • 생명과학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.723-729
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    • 2012
  • 난배양성 미생물의 배양과 보다 다양한 미생물의 분리를 위하여 Filter plate microbial trap (FPMT)을 개발하였고, 이 장치를 사용하여 Greenland의 토양에서 세균을 분리하였다. FPMT는 배지와 하단부의 membrane filter(0.45 ${\mu}m$ pore size)로 구성되어 있다. 시료에 포함된 세균과 화학물질이 FPMT 내로 이동하고, 세균이 증식하는 원리이다. 그 결과, FPMT를 이용한 새로운 in situ 배양방법을 통해 통상적인 Petri dish 배양방법보다 더 많은 종과 기존의 방법으로는 배양할 수 없는 세균을 분리하였다. 이 장치는 앞으로 다양한 환경에서 난배양성 미생물을 분리하는데 유용함을 확인하였다.

난배양성 토양세균의 배양법 평가 및 신 분류군의 순수분리 (Evaluation of Various Oligotrophic Media for Cultivation of Previously Uncultured Soil Bacteria)

  • 김도형;이상훈;조재창
    • 미생물학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.352-357
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    • 2008
  • 난배양성 세균의 배양효율을 증진시킬 수 있다고 보고된 배지 첨가물들이 포함된 다양한 종류의 빈영양 배지들을 대상으로 배양효율을 비교평가하고 최적의 배양조건을 모색하였으며, 평가된 배지를 사용하여 토양시료로부터 순수 분리된 난배양성 세균들의 계통분류학적 위치를 분석하였다. 배지 첨가물로는 토양의 화학적 조성을 반영하기 위한 토양추출액(soil extract), 부식질산의 유사체(humic acid analogue)인 anthraquinone disulfonate, 정족수인식 신호물질(quorum-signaling compounds)인 acyl homoserine lactones, 과산화물(exogenous peroxide)로부터 세균을 보호하기 위한 catalase가 사용되었다. $CO_2$ 과분압(5%, v/v) 조건에서 60일간 배양하였을 때, catalase가 첨가된 배지가 가장 높은 세균집락수(CFU)를 보였다. 이 배지로부터 147개의 균주를 무작위적으로 선택하여 순수분리하고 16S rRNA 유전자의 염기서열을 이용한 계통학적 분석을 실시한 결과, 순수분리된 균주의 약30%가 이전에 배양 또는 발견된 적이 없는 새로운 종(species)에 속하며, 이 중 약 25%는 새로운 과(family)에 속하는 세균일 가능성이 있는 것으로 나타났다. 또한 난배양성 토양세균으로 알려진 phylum Acidobacteria에 속하는 세균들이 성공적으로 배양되었다는 결과를 고려하면, 본 연구에서 사용된 배지 및 배양조건은 난배양성 토양세균의 배양은 물론 신 분류군의 발굴에도 큰 기여를 할 것으로 기대된다.

변형된 DVC법을 이용한 난배양성 토양세균의 검출 및 정량적 평가 (The Detection and a Quantitative Evaluation of Viable but Non-Culturable Soil Bacteria Using a Modified Direct Viable Count Method)

  • 황경숙;양희찬;염곡효
    • 미생물학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.181-186
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    • 2003
  • 형광현미경을 이용한 기존의 직접생균수측정(DVC)법을 변형하여 산림토양의 각 층위에 분포하는 난배양성 토양세균의 정량적 평가를 시도하였다. 기존의 방법에서 사용된 DNA합성저해제(nalidixic acid; 100${\mu}g$/ml, pipemidic acid; 50 ${\mu}g$/ml, piromidic acid; 50 ${\mu}g$/ml)보다 5배 높은 농도를 사용한 결과 토양세균 군집의 세포분열이 배양24시간까지 분히 억제되어 기존의 DVC법보다 10배 이상 높은 계수치를 얻었다. 토양시료를 제균수로 원심 세척한 경우 DVC는 전균수(TDC)의 약 I% 미만을 나타내어 첨가된 기질의 이용능을 정확히 판정할 수 있었다. 형광현미경을 이용하여 DVC법에 의해 검출된 생균수는 전균수의 18-44%를 나타내었고, 평판법(PC)에 의해 계수된 생균수는 전균수의 1% 미만을 나타내어 DVC법이 평판법에 비해 100-2000배 이상 높은 계수치를 나타내었다. 이는 평판법으로는 배양할 수 없는 난배양성(VBNC)세균이 토양 내에 다수 존재해 있음으로 판단되었고, DVC법에 의해 난배양성 토양세균을 정량적으로 검출할 수 있는 가능성이 확인되었다. 영양기질로써 통상농도의 NB배지와 NB를 $10^{-2}$로 희석한 DNB배지를 사용하여 DVC법과 평판법에 의한 계수 결과를 비교한 결과 모든 시료에서 DNB배지에서의 생균수는 NB배지보다 5~10배 이상 높은 값을 나타내어 산림토양의 각 층위에 저영양세균(oligotrophic bacteria)이 다수 분포해 있음으로 추정되었다.

난배양성 토양세균을 위한 신배양기술의 고찰과 향후 발전 방향 (Review and Future Development of New Culture Methods for Unculturable Soil Bacteria)

  • 김재수
    • 미생물학회지
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    • 제47권3호
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    • pp.179-187
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    • 2011
  • 고찰을 통해 난배양성 토양세균의 특징과 배양에 성공한 사례 및 성공하기 위해 알아야 될 지식들이 무엇인지에 대해 기술하였다. 먼저 배지는 목적한 세균이 토양에서 느리게 성장하다가 실험실의 빠른 성장조건으로 전환하도록 알맞게 선택되어야 하는데 일반적으로 기질, 질소 및 인 등의 농도를 낮게 조절해야 한다. 새로운 배지를 만들기 위해서는 분자생태학적 연구도 병행되어야 한다. 세균 세포 간 음성적 상호작용을 줄이기 위해 평판배양 시 접종량도 평판 당 세포수가 50개 이하로 조절해야 한다. pH나 염농도 같은 성장조건은 실제 환경조건과 맞춰야 하며 배양온도는 낮거나 다양하게 그리고 배양기간은 길게 잡아야 한다. 새로운 배지에서 분리될 수많은 토양 미생물 콜로니들 중에서 단지 몇 개만이 난배양성이므로 이들이 기존에 배양이 되지 않았던 미생물인지를 신속 정확히 검출하는 방법이 필요하다. 또한 많은 토양세균들이 군집 내에서 서로 협력하며 살아가기 때문에 공동배양이나 상등액을 이용해서 토양 미생물을 농화증식하고 이를 순수 분리하면 배양에 성공할 수 있을 것이다.

송이 자생군락 토양 내 난배양성 세균군집의 계통학적 특성 (Phylogenetic Characteristics of viable but Nonculturable Bacterial Populations in a Pine Mushroom (Tricholoma matsutake) Forest Soil)

  • 김윤지;황경숙
    • 미생물학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.201-209
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    • 2007
  • 송이 자생군락 토양 내 세균군집의 정량적 평가를 수행한 결과 CFDA 형광염색법을 이용해 직접 계수된 생균수는 $7.4{\pm}1.19{\times}10^8{\sim}1.07{\pm}0.17{\times}10^9cells/g$ soil로 육즙영양배지(nutrient broth, NB)에서 배양된 생균수는 CFDA 계수치의 $5{\sim}8%$로 계수되었으며, $10^{-2}$으로 희석한 NB(DNB)배지에서는 $40{\sim}47%$의 계수치를 나타내었다. 이상의 결과로부터 송이 자생군락 토양내에는 배양이 곤란한 난배양성(viable but non-culturable; VBNC)세균이 다수 존재해 있는 것으로 추정되었다. 송이 자생군락 토양내 세균군집의 계통학적 특성을 검토하기 위해 토양으로부터 직접 DNA를 추출하고 16S rDNA-ARDRA cluster 분석을 통하여 대표 clone의 16S rDNA 염기서열 분석을 수행하였다. 송이 자생군락 토양으로부터 구축된 총 115 clone은 31 ARDRA cluster로 분류되었으며, ${\alpha}-,\;{\beta}-,\;{\gamma}-$ Proteobacteria, Acidobacteria, Actinobacteria 그리고 Firmicutes의 6개 계통군이 확인되었다. 이들 계통군 중 약 85%가 Acidobacteria 계통군에 속하여 압도적인 우점군임이 확인되어 매우 독특한 계통학적 특성을 나타내었다.

라만 분광법을 활용한 세균 검측 기술 (Rapid bacterial identification using Raman spectroscopy)

  • 노지현;이태권
    • 미생물학회지
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    • 제53권2호
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    • pp.71-78
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    • 2017
  • 라만 분광법은 레이저가 분자의 공명에 의해 산란되는 특성을 이용하여 세포 내 지질, 핵산, 단백질 등의 구성물질을 신속하게 측정할 수 있어 단세포 수준의 세균 검측에 적합한 기술로 알려져 있다. 세포 구성물질에 대한 높은 특이성과 민감성 때문에 라만 스펙트라(spectra)만으로 일부 종 수준의 세균 계통분석이 가능하다. 또한 탄소-13, 수소-2 등의 동위원소를 동시에 사용하였을 경우 단세포의 생리적 활성 변화에 대한 정량평가에 활용 할 수 있다. 라만 분광법을 이용한 세균 검측 이후에도 광학핀셋과 미세유체칩과 연계하여 관심 있는 난배 양성 세균을 선택적으로 분리하거나 단세포 유전체 연구에 이용할 수 있을 정도로 응용 범위가 넓다. 본 총설에서는 라만 분광법을 활용한 미생물 분석 연구의 정확한 이해를 돕고자 기존의 연구를 중심으로 라만 분광법의 특성과 응용분야에 대해서 검토, 정리하였다.

16S rDNA-ARDRA법을 이용한 소나무림과 상수리나무림 토양 내 VBNC 세균군집의 계통학적 특성 비교 (Comparison of Phylogenetic Characteristics of Viable but Non-Culturable (VBNC) Bacterial Populations in the Pine and Quercus Forest Soil by 16S rDNA-ARDRA)

  • 한송이;김윤지;황경숙
    • 미생물학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.116-124
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    • 2006
  • 직접 생균수 측정법(DVC)과 평판계수법(PC)을 이용하여 소나무림과 상수리나무림 토양에 분포하는 세균군집의 정량적 평가를 실시한 결과, DVC법에 의해 계수된 생균수에 대해 평판법에 의해 계수된 생균수 1% 미만으로 나타났다. 이상의 결과로부터 산림토양 내에 평판배양법으로는 배양이 곤란한 난배양성(viable but non culturable; VBNC) 세균이 99% 이상 존재해 있는 것으로 판단되었다. 이들 VBNC 세균의 군집구조 해석을 위하여 토양으로부터 직접 DNA를 추출하고 16S rDNA-ARDRA 분석을 통하여 계통학적 특성을 검토하였다. 소나무림과 삼수리나무림 토양으로부터 각각 111 clones, 108 clones을 획득하고 HaeIII 절편양상에 따라 30 groups과 26 groups의 ARDRA group으로 분류하였다. 각 ARDRA group으로부터 대표 clone을 선발하여 16S rDNA 염기서 열을 결정한 결과, 소나무림 토양의 경우 ${\alpha}$-proteobacteria (12 clones), ${\gamma}$-proteobacteria (3 clones), ${\delta}$-proteobncteria (1clone), Flexibacter/Cytophaga (1 clone), Actinobacteria (4 clones), Acidobacteria (4 clones), 그리고 Planctomycetes (5 clone)의 7개의 계통군이 확인되었으며, 상수리나무림 토양에서는 ${\alpha}$-proteobacteria (4 clones), ${\gamma}$-proteobacteria (2 clones), Actinobacteria (10 clones), Acidobacteria (8 clones), Planctomycetes (1 clone), 그리고 Verrucomicrobia (1clone)로 6개의 다양한 계통군이 확인되었다. 이상, 소나무림과 상수리나무림 토양 내에 존재하는 99% 이상의 VBNC 세균군집의 대부분은 미배양성 혹은 미동정균으로 계통학적으로 다양한 미지의 미생물로 구성되어 있음이 확인되었다.

남해안 갯벌 미생물의 세포외효소 활성 및 16S rDNA 분석에 의한 다양성 조사 (Microbial Population Diversity of the Mud Flat in Suncheon Bay Based on 16S rDNA Sequences and Extracellular Enzyme Activities)

  • 김유정;김성겸;권은주;백근식;김정호;김훈
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제50권4호
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    • pp.268-275
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    • 2007
  • 순천만 갯벌에 존재하는 미생물의 다양성을 세포외 효소 활성과 16S rDNA 분석으로 조사하였다. 수초 주변과 갯벌에서 채취한 시료에서 얻은 배양 가능한 균 중에서 4개의 균주를 대상으로 CMCase, xylanase와 protease의 활성을 조사한 결과 2, 3, 27, 그리고 30번 4균주 모두 xylan 분해능이 가장 뛰어났다. 각각의 효소 활성의 최적 온도는 $50{\sim}70^{\circ}C$로 나타났고, 수초 주변과 갯벌 시료에 따른 차이는 거의 없었다. 갯벌 내 세균 군집을 조사하기 위해 메타게놈 DNA를 분리한 후 증폭된 16S rDNA를 갖는 약 2,000개의 클론을 얻어 그 다양성을 조사하였다. 제한효소 절단 양상으로부터 선별된 17개의 클론을 분석한 결과 클론들의 평균 유사도는 97.3%이었으며, 그 범위는$91.0{\sim}99.9%$를 보였고, 4번, 7번, 9번, 101번, 104번, 107번을 제외한 나머지 11개는 uncultured strain들로 확인되었다. 이들은 Proteobacteria, Bacteroidetes, Flavobacteria, Verrucomicrobia, Acidobacteria, Firmicutes, 그리고 Chloroflexi의 7개의 그룹으로 구분할 수 있었다. 9개 (52.9%)의 클론은 Proteobacteria, 3개(17.6%)의 클론은 Firmicutes에 속하였으며, 나머지 그룹에는 각각 1개씩의 클론이 해당되었다. Proteobacteria중에서는 황원소의 산화와 환원에 관여하는 gamma Proteobacteria의 비율이 높게 나타났다. 본 연구의 결과 순천만 갯벌은 미생물 다양성을 유지하고 있으며, 분석된 클론의 65% 가량은 배양되지 않은 미생물로 조사되었다. 이 갯벌로부터 메타게놈 라이브러리를 제작하여 보다 다양한 유전자원을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.정에도 잘 활용될 수 있을 것으로 생각된다.생리 요인들 간에는 약한 상관이 존재했으나, 피험자들이 온열 쾌적을 유지하는 경우 착용한 의복 종류 및 노출 기온에 상관없이 불감체중손실량은 좁은 범위를 유지했다.것으로 판단된다.$4^{\circ}C$로 저장한 경우 치커리 고유의 초록색과 아삭한 조직감을 유지하고 있어 저온냉수 세척과 tray 포장이 세척 청경채의 선도 유지에 효과가 있는 것으로 나타났다.>$2.0{\sim}1459.4ppm(303.1{\pm}324.2)$으로 나타났다.다. 4. 이상의 결과를 바탕으로 위생교육 매뉴얼을 개발하였다. 위생교육 내용은 4가지 원칙 -개인위생확보, 교차오염방지, 시간온도관리, 냉장관리- 으로 구성하였고, 8영역으로 세분화하였다. 교육 설계방식은 강의식 교육을 위주로 하고, 주제별로, 실연식 교육, 시청각 교육, 토의식 교육을 위한 강의 자료를 마련하였다. 이상의 결과에서 보여 준 레스토랑에서 식중독 예방을 위한 위생관리 활동 내용으로 실천율이 낮은 활동을 규명하고 이 활동에 대한 지속적인 모니터링과 개선활동을 전개한다면 레스토랑의 식중독 예방에 크게 도움일 될 것으로 사료된다. 또한 본 연구에서 개발된 위생교육 자료를 활용한다면, 외식업체의 전반적인 위생수준을 향상시키고 식품의 안전성을 확보하는데 크게 기여할 것으로 기대된다. 최근에 외식업계에서 발생되고 있는 식중독 사고는 이상 기후의 영향이나 시설미비도 그 원인이겠지만, 무엇보다도 중요한 요인은 경영층의 위생에 관한 인식부족, 교육 프로그램의 부재로 사료된다. 그러므로 양적으로 과포화상태에 이르고 있는 외식업계의 질적인 향상을 위해서는 외식업체는 위생교육의 지속적인 실천과 모니터링을 강화하고, 그 결과를 인사고과시스템에 반영하는 통합적인 노력이 요구된다.야 하고, 검사관리를 통해 원재료와 최종제품의 안전성이 확보되어야 한다. 납품업체들의 검사관리 수행도를 높이기 위해서는 검사시설의