• Annals of Clinical Microbiology
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• 제18권2호
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• pp.37-43
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• 2015

배경: 결핵은 전세계적으로 단일 원인균으로는 가장 높은 치사율을 가진 질병이다. 결핵의 치료에 있어서 마이코박테리아를 빠르고 정확하게 확인하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 임상 객담 검체의 도말 슬라이드에서 결핵균과 비결핵 항산균의 감별을 위해 Peptide Nucleic Acid (PNA) Probe를 이용한 FISH assay를 평가하고자 한다. 방법: 결핵균과 비결핵 항산균의 16s rRNA를 타겟으로 한 PNA probe를 합성하였다. 각 probe의 특이도는 표준 균주인 Mycobacterium tuberculosis ATCC 13950, M. kansasii ATCC 12479, 임상 검체에서 분리된 마이코박테리아 3종(M. abscessus, M. avium, and M. intracellulare) 그리고 호흡기계에서 흔히 분리되는 10종류의 박테리아를 이용하였다. Centers for Disease Control and Prevention (CDC)의 Acid fast bacili (AFB) 염색 기준상 trace 이상인 128개의 임상 객담 검체를 이용하여 Probe의 성능을 평가하였다. PNA FISH와 항산균 염색결과는 CDC 기준에 따라 단계를 분류하고 서로 비교하였다. 결과: 결핵균과 비결핵 항산균 특이 PNA probe는 결핵균과 M. kansasii 표준 균주 그리고 임상검체에서 분리된 3종의 마이코박테리아에 대해 특이적인 반응을 보였고 다른 박테리아와 교차반응을 보이지 않았다. 또한 89개의 결핵균 배양 양성 객담 검체와 29개의 비결핵 항산균 배양 양성 객담 검체에 각각 특이적인 반응을 보였고 CDC 기준에 따라 분류한 PNA FISH와 AFB염색 결과는 2+ 이상의 검체에서 서로 잘 일치하였다. 결론: PNA FISH 방법은 임상 객담 검체에서 결핵을 진단하고, 항산균과 비결핵 항산균을 구분하는데 있어서 민감하고 정확한 결과를 보였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.239-242
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• 2012

효모 (Saccharomyces Cervisiae)는 단일 세포의 형태로 존재하는 진핵 세포로써 동물세포와 유사한 기작으로 분비성 단백질을 생성한다. 따라서 박테리아와 달리 효모를 이용하면 당단백질이나 이황결합을 포함하는 분비성 단백질을 경제적으로 대량 합성할 수 있다. 효모의 필수 단백질 중 하나인 단백질 이황이성질화 효소는 소포체에 위치하며 분비성 단백질에 구조적으로 안정한 이황결합을 제공하는 효소이다. 본 연구는 단백질 이황이성질화 효소 (protein disulfide isomerase)가 지니고 있는 두 개의 활성도메인 중 분비성 단백질들의 합성 효율에 직접적으로 관여하는 부위를 찾는 연구이다. 효모 유전체로부터 단백질 이황이성질화 효소의 유전자 (PDI1)을 제거하고 효소의 변이 유전자를 주입한 후 효모의 성장 속도를 측정하였다. 또한 효모의 대표적 분비성 단백질을 각 변이 효소를 지니는 효모에 과발현시켜 합성 및 이황결합 형성 효율을 측정하였다. 단백질 이황이성질화 효소내 두 개의 활성 부위 중 아미노 말단쪽에 위치한 a 도메인에 있는 활성 부위가 분비성 단백질의 활성에 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 이 결과는 이황결합이나 당을 포함하는 외래 단백질의 고효율 합성을 위한 새로운 효모종 개발에 중요한 정보를 제공할 것으로 기대 된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.579-579
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• 2015

최근의 환경부의 환경관리정책은 기존의 BOD나 COD로 대표되는 이화학적인 분석으로 수질항목을 측정 분석하여 환경규제로 활용되고 있는 상황에서 환경용량 기반의 수용체 중심의 통합관리방안을 추가하여 규제하는 방법으로 이루어지고 있다. 또한 수질관리부분에서도 2006년 "물환경관리 기본계획('06-'09)"을 수립하여, 생태적으로 건강하고 유해물질로부터 안전한 물환경조성 목표하에 오염원 중심에서 수용체 중심 즉, 통합적인 수질관리 방향으로 추진되고 있다. 하지만 하 폐수에 함유된 모든 유해화학물질에 대하여 배출허용기준을 설정하는 것이 현실적으로 불가능하기 때문에 환경부에서는 "생태독성 통합관리제도(WET : Whole Effluent Toxicity)"를 도입, 2007년 상기법의 시행규칙 개정을 통하여 배출허용기준에 생태독성기준을 추가하여 관리하고 있다. 생태독성을 평가하는 생물군에는 박테리아, 조류, 물벼룩, 어류 등 다양한 생물종이 있으며 국내에는 물벼룩을 이용하여 TU라는 생태독성단위를 이용하여 규제 및 관리를 시행하고 있으나 단일 생물종으로만 관리할 경우 생물의 내성 및 특정 유해물질에만 반응하는 특성을 지니고 있어 여러 가지 복합적인 화합물에 적용하기 위해서는 복수종에 대한 관리 및 규제가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 반달말(조류)를 이용한 WEMS(Water Enviroment Monitoring System)를 이용하여 하천 호소 및 정수장, 하 폐수처리장등 다양한 현장에 적용하여 화학물질군에 대한 독성의 특성을 파악과 더불어 통계학적 처리를 이용하여 수질관리에 대한 방법을 제시하고 과학적이고 현장 특성에 맞는 경보 수준을 통해 수생태관리에 관리에 기여 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제26권2호
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• pp.265-274
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• 2016

Toxin-antitoxin (TA) system은 박테리아와 고세균에서 진화적으로 보존되어 흔히 발견되는 유전적 모듈이다. 기본적으로 이 시스템은 세포 내 toxin과 그들의 억제자로 작용하는 antitoxin으로 구성되어있으며, 현재 총 다섯가지 유형으로 구분된다. 공통적으로 toxin은 스트레스 조건에서 활성화됨으로써 세포 내 다양한 과정을 억제하는 활성을 가지는데 이는 결과적으로 세포 사멸 혹은 가역적인 생장 저해를 일으킨다. Toxin의 이러한 효과들은 유전자 발현의 조절, 성장 조절, programmed cell arrest, programmed cell death, persister cell의 형성, 박테리오파지 방어기작, 가동성 유전인자의 안정화, 플라스미드 유지 기작 등 다양한 생리학적 역할을 나타낸다. 그러므로 TA system은 일반적인 스트레스 반응모듈로서 여겨진다. 하지만 이를 역이용한다면 TA system으로부터 toxin을 활성화 시키는 인자를 개발하여 새로운 항균 물질로 이용할 수 있다. 그뿐만 아니라 TA system은 toxin의 세포 사멸 효과를 이용하여 원하는 타겟 유전자가 존재하는 세포만 선택적으로 살아남도록 하는 효율적인 클로닝 전략에 이용될 수 있다. 또한, toxin의 서열 특이적 리보핵산 가수분해효소 활성을 이용하여 타겟 단백질 이외의 단백질 합성을 막아 효과적인 단일 단백질 대량 생산을 위해서도 이용할 수 있다. 더 나아가 일부 TA system의 toxin은 진핵 세포에서도 세포 독성을 나타내기 때문에 암세포, 바이러스 감염 세포에서 toxin의 발현을 유도하여 세포사멸을 일으킴으로써 인간의 질병 치료로 이어질 수 있다.

• 미생물학회지
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• 제55권2호
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• pp.103-111
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• 2019

DNA 메틸화는 유전체의 무결성의 유지 및 유전자 발현 조절과 같은 박테리아의 다양한 과정에 관여한다. Alphaproteobacteria 종에서 보존된 DNA 메틸 전이 효소인 CcrM은 S-아데노실 메티오닌을 공동 기질로 사용하여 $N^6$-아데닌 또는 $N^4$-시토신의 메틸 전이 효소 활성을 갖는다. Celeribacter marinus IMCC 12053는 해양 환경에서 분리된 알파프로테오박테리아로서 GpC 시토신의 외향고리 아민의 메틸기를 대체하여 $N^4$-메틸 시토신을 생산한다. 단일 분자 실시간 서열 분석법(SMRT)을 사용하여, C. marinus IMCC12053의 메틸화 패턴을 Gibbs Motif Sampler 프로그램을 사용하여 확인하였다. 5'-GANTC-3'의 $N^6$-메틸 아데노신과 5'-GpC-3'의 $N^4$-메틸 시토신을 확인하였다. 발현된 DNA 메틸전이 효소는 계통 발생 분석법을 사용하여 선택하여 pQE30 벡터에 클로닝 후 $dam^-/dcm^-$ 대장균을 사용하여 클로닝된 DNA 메틸라아제의 메틸화 활성을 확인하였다. 메틸화 효소를 코딩하는 게놈 DNA 및 플라스미드를 추출하고 메틸화에 민감한 제한 효소로 절단하여 메틸화 활성을 확인하였다. 염색체와 메틸라아제를 코드하는 플라스미드를 메틸화시켰을 때에 제한 효소 사이트가 보호되는 것으로 관찰되었다. 본 연구에서는 분자 생물학 및 후성유전학을 위한 새로운 유형의 GpC 메틸화 효소의 잠재적 활용을 위한 외향고리 DNA 메틸라제의 특성을 확인하였다.

• 환경생물
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• 제35권2호
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• pp.198-206
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• 2017

수환경요인이 미소생물 그룹 박테리아와 종속영양편모류의 계절적 분포에 미치는 영향을 파악하기 위해서 2007년 6월에서 2008월 5월 사이에 경기만에서 그들의 동태 및 환경요인을 조사하였다. 조사기간 동안 수온과 염분은 $1.9^{\circ}C{\sim}29.0^{\circ}C$와 31~35.1 psu로 변화하였으며, 하계에 현저한 수온 증가와 함께 표층 염분이 상대적으로 낮게 관찰되었다. 영양염 중 암모니아의 농도는 $0.01{\sim}3.22{\mu}M$로, 질산염+아질산염의 농도는 $2.03{\sim}15.34{\mu}M$로, 인산염의 농도는 $0.06{\sim}1.82{\mu}M$로, 규산염은 $0.03{\sim}18.3{\mu}M$로 각각 변동하였다. Chl. a농도는 $0.86{\mu}g\;L^{-1}{\sim}37.70{\mu}g\;L^{-1}$로 관찰되었으며, 각 수심별 Chl. a농도의 연평균은 표층에서 $10.35{\pm}8.54{\mu}g\;L^{-1}$로 가장 높았고, 수심증가와 더불어 감소하였다. 박테리아와 종속영양미소편모류는 $0.29{\times}10^6cells\;mL^{-1}{\sim}7.62{\times}10^6cells\;mL^{-1}$와 $1.00{\times}10cells\;mL^{-1}{\sim}1.26{\times}10^3cells\;mL^{-1}$로 변동하였고, 계절적으로는 하계 박테리아의 생물량이 현저하게 높게 관찰되었을 때 종속영양편모류 또한 높게 나타났다. 결과적으로, 시화호에서 단 주기로 개방되는 배수갑문의 영향으로 경기만 내만일대에 일정의 높은 유 무기물이 공급되면, 이들 탄소원으로 박테리아의 현저한 증식이 하계를 중심으로 일어나며, 이는 미소생물고리로 연결되는 종속영양편모류의 증식에 중요한 역할을 할 것이다.

• 한국토양환경학회지
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• 제5권1호
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• pp.97-108
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• 2000

원유를 탄소원으로 이용할수 있는 그람 음성 박테리아가 도시하수 처리장의 활성슬러지로부터 단리되어 Acinetobacter속으로 동정되었다. 이 균은 원유중의 알칸과 미확인된 다종의 한화수소를 분해할 수 있었으며 소수성 기질인 알칸을 단일 탄소원으로 이용하여 증식할수 있었다. 원유중 탄소수 13-30의 알칸은 동시에 분해가 진행되었으며 한소수의 짝수, 홀수에 따른 분해특성의 차이는 보이지 않았다. 균의 선형적인 증식과 알칸 성분의 분해특성으로부터, 원유상에서 기질의 초기 산화가 진행되는 미생물부위까지 물질전달이 분해과정의 율속이 됨을 알수 있었다. 분해 진행후 반응계내 알칸의 잔류 현상이 관찰되었는데 이는 Acinetobacter 속의 특성으로 알려져있는 세포내 탄화수소 함유체의 영향으로서 원유로 부터의 물질전달을 제어하는 요인이 될수 있음을 시사하였다. 따라서 본 균은 환경중 잔류하는 소수성 오염물질의 분해메카니즘 연구에 중요한 역할을 한다고 사료된다.

• KSBB Journal
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• 제11권6호
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• pp.649-653
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• 1996

황산화박테리아인 Thiobacillus sp. IW를 사용한 황함유악취 제거장치를 제작하기 위한 기초자료로서 균의 최적성장조건, 활성탄과 bioceramics에서의 고 정화특성을 조사하였다. Thiobacillus sp. IW는 최척 성장조건이 pH 7, $30^{\circ}C$이고, 이때 세대시간이 38 분으로 다른 황산화균에 비해 아주 빠른 성장속도를 보여주었다. 균의 최적성장조건은 활성탄을 담체로 사용할 경우 pH 5, $35^{\circ}C$였으며, bioceramic의 경우 pH 7~8, $35^{\circ}C$로 액상배양시와는 상이한 성장조건 을 보여주었다. pH, 온도의 변화에 대한 균의 성장은 활성단보다 bioceramics에서 보다 안정적이었고, 총균수도 많았다. 전체적으로 균의 성장속도면에서 는 bioceramics가 활성탄보다 우수한 담체로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권4호
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• pp.249-255
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• 2009

미생물연료전지(Microbial fuel cell, MFC)의 효율은 산화전극부내의 유기물 산화율, 전기활성박테리아에 의한 전자 전달, 수소이온 전달, 환원전극내의 전자수용체의 농도 및 환원율, 내부저항 등 다양한 요소에 영향을 받는다. 특히 산소를 전자수용체로 이용하는 MFC의 경우, 환원전극내 산소농도는 MFC의 제한요소로 작용한다고 알려져 있다. 한편 MFC의 전기발생량을 높이기 위하여 여러 개의 MFC를 직렬 또는 병렬로 연결하여 전기발생량을 높이는 다양한 방법들이 연구되고 있다. 본 연구에서는 acetate를 산화전극부의 기질로 이용하고 산소를 환원전극의 전자수용체로 이용하는 단일 MFC와 직렬연결 MFC에서 환원전극의 용존산소 농도의 변화가 MFC 효율에 미치는 영향을 평가하였다. 단일 MFC의 전력밀도값(W/$m^3$)은 DO 5 > 3 > 7 > 9 mg/L으로 나타났으며, 최대전력밀도값은 42 W/$m^3$으로 나타났다. 직렬연결 MFC의 전력밀도값은 DO 5 > 7 > 9 > 3 mg/L으로 나타났으며, 최 대전력밀도값은 20 W/$m^3$이었다. 이러한 결과로부터 환원전극의 DO 농도는 MFC 설계 및 운전시에 중요한 제어인자로 고려해야 될 것으로 판단되었다. 또한 본 연구에서는 직렬연결 MFC의 운전 시, 일부 MFC에서 염의 축적으로 인한 전위역전 현상이 발생하여 전체 전기발생량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 전기생산량을 높이기 위하여 MFC를 직렬로 연결하는 것보다 병렬로 연결하는 것이 보다 타당한 것으로 사료되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제39권1호
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• pp.61-75
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• 2023

Denitrifying bacteria convert nitrate to nitrogen gas using an external carbon source as an electron donor. The external carbon source affects the denitrification performance and bacterial community structure. Although methanol is a cheap and effective external carbon source, the addition of diverse carbon sources may improve the total nitrogen removal rate and biomass characteristics, such as settleability. In this study, denitrifying reactions were performed using solely methanol and mixed carbon sources of methanol, glucose, and acetate in a sequencing batch reactor. The denitrifying reactor using methanol resulted in a total nitrogen removal rate of 0.39 ± 0.025 kg-N/m³-day while the suspended biomass transformed into dark brown granules. Methyloversatilis discipulorum had the highest predominance at 43.84%. The individual denitrifying biomasses, which were separately enriched with methanol, glucose, and acetate, showed the same total nitrogen removal performance of 0.39 ± 0.016 kg-N/m³-day. However, the addition of mixed carbon sources showed an improved total nitrogen removal rate of 0.42 ± 0.043 kg-N/m³-day, with the domination of Candidatus Saccaribacteria at 25.61%. The denitrifying granules turned pale yellow color. Influent COD/NO₃^--N ratios of 3.5, 5, and 7.5 exhibited COD/NO₃^--N consumptions of 4.3 ± 0.4, 4.4 ± 0.8, and 5.2 ± 0.7, and the consistent predominance of Candidatus Saccharibacteria.