• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.393-400
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• 2005

수소를 생산하는 미생물은 크게 광합성 세균(photosynthetic bacteria), 혐기성세균(non-photosynthetic anaerobic bacteria), 조류(algae) 등으로 구분되고, 이들의 수소 생성 기작, 사용가능기질 및 수소 발생량은 상당한 차이가 있다. 광합성세균은 Rhodospirillaceae, Chromatiaceae 및 Chlorobiaceae로 구분되며, 이는 각각 홍색비유황세균(purple non-sulfur bacteria), 홍색유황세균(purple sulfur bacteria), 녹색유황세균(green sulfur bacteria)으로 통칭된다. 혐기성 세균은 절대 또는 통성혐기세균중 일부가 수소생산에 관여하며, 조류는 녹조류(green algae)와 남조류(blue-green algae, cyanobacteria)가 알려져 있다. 생물학적 수소생산 기술은 (1) 녹조류(green algae)가 광합성 메카니즘에 의해 수소를 생산하는 직접 물 분해 수소생산(direct bio-photolysis) (2) 광합성 작용에 의해 물을 분해하여 산소를 발생하고, 동시에 공기 중 이산화탄소를 고정하여 고분자 저장물질로 균체 내에 저장한 후 혐기 발효 또는 광합성 발효에 의해 수소를 발생하는 간접 물 분해 수소생산(indirect bio-photolysis or two stage photolysis) (3) 빛이 존재하는 혐기상태 배양 조건에서 홍색 세균에 의한 광합성 발효(photo-fermentation) 또는 (4) 광이 존재하지 않는 조건에서 혐기 미생물에 의해 수소와 유기산을 내는 혐기 발효(dark anaerobic fermentation) (5) 균체 외(in virro) 수소 발생 (6) 일산화탄소 가스 전환 반응(microbial gas shift reaction)에 의한 수소 생산 기술로 구분할 수 있다. 물로부터 생물학적 기술에 의한 수소생산은 공기 중의 이산화탄소를 고정하고, 수소와 산소를 발생하는 원천기술로써 오래 전부터 미국, 유럽에서 태양에너지를 이용하는 광합성 미생물의 분리, 개선 및 반응기에 관한 연구가 축적되어 왔으며, 유기물 즉 바이오매스로부터 혐기 및 광합성 발효를 연속적으로 적용하는 기술은 비교적 최근에 일본을 비롯한 유기성 폐기물이 많은 국가에서 수소에너지 생산과 유기성 폐기물 처리라는 두 가지 목적에 부합하는 연구로써 활발히 진행되고 있다. 유기성 폐기물이나 폐수와 같은 수분함량이 높은 바이오매스는 대부분이 매립처리 되는 실정이지만 높은 수분 함량 때문에 매립 시 발생하는 침출수는 환경오염의 주범으로 가까운 장래에는 매립도 금지될 전망이다. 이와 같은 수소에너지 생산기술과 이용시스템 개발은 화석연료 사용을 최소화 할 수 있으며, 국내에서 다량 발생하는 유기성 폐기물을 이용한 에너지 생산으로 자원 강대국 입지에 설 수 있다. 미생물에 의한 수소생산 기술은 청정에너지 생산과 아울러, 동시에 산소 발생, 공기 중 이산화탄소 고정, 식품공장 폐수 및 음식쓰레기와 같은 유기성 폐기물 처리 등 환경에 이로운 방향으로 진행될 뿐만 아니라, 미생물 자체가 갖는 생물 산업성도 높아서 비타민류, 천연색소, 피부암 치료제등의 고부가가치 의약품 생산도 활성화할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제32권8호
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• pp.659-665
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• 2022

Chlorella vulgaris는 인간과 동물에서 주요한 식품의 원료로 이용되는 수 조류이다. 최근 클로렐라는 어류 양식, 생물연료 및 영양물질과 치료용 단백질의 생산을 위한 이용 가능성과 관련하여 많은 관심을 받고 있다. 최근 본 연구실에서는 빠른 성장, 배양의 용이성, 암 조건에서의 배양성을 특징으로 하는 새로운 C. vulgaris PKVL7422균주를 분리하였으나, 이 균주의 질소 이용에 관련된 유전자에 대하여는 보고된 바가 없다. 본 연구에서는 cDNA 말단의 신속 증폭과 genome walking을 이용하여 C. vulgaris PKVL7422의 질산환원 효소(nitrate reductase, NR)를 동정하였다. C. vulgaris PKVL7422 NR 유전자는 약 8 kb이며, 18개의 인트론과 877개의 아미노산을 암호화 하는 19개의 엑손으로 되어 있다. 기존의 알려진 NR 단백질과의 비교 분석 결과 C. vulgaris PKVL7422 NR 단백질은 식물의 NR에 존재하는 5개의 도메인과 다수의 비변이성 아미노산 잔기를 가지고 있는 것으로 확인되었으며, 이러한 결과는 조류 NR 유전자의 분자생물학적 구조에 대한 새로운 정보를 제공한다.

• 미생물학회지
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• 제49권4호
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• pp.336-342
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• 2013

산업에서 널리 사용되고 있는 Trichloroethylene (TCE)은 토양 및 지하수의 오염을 일으키며, 암 유발물질로 환경에서 반드시 제거해야 하는 물질이다. 본 연구에서는 미생물 고정화 담체를 이용한 TCE로 오염된 지하수 처리 시스템의 세균 군집구조를 조사하고, 우점종을 분리 및 동정하고 TCE 제거특성을 확인하였다. TCE로 오염된 지하수 처리공정의 세균군집을 16S rRNA 유전자 라이브러리의 염기서열 분석방법을 이용하여 조사한 결과, 주요 개체군은 BTEX 분해세균으로 알려진 Pseudomonas 속이었으며 Pseudomonas putida 그룹이 가장 우점하였다. Pseudomonas putida 그룹의 우점은 높은 toluene과 TCE의 농도에서 기인한 것으로 생각된다. TCE로 오염을 제거하기 위한 미생물 반응기에서 toluene과 TCE 분해 세균을 분리 배양하였으며 Pseudomonas sp. DHC8로 명명하였다. 형태학적 특징, 생리 생화학적 특징, 16S rRNA 유전자 염기서열분석 결과 DHC8 균주는 P. putida 그룹에 속하는 것으로 확인되었다. Pseudomonas sp. DHC8을 이용하여 TCE (0.83 mg/L)와 toluene (60.61 mg/L)에 대해 분해실험을 실시하였을 때 12.5시간 동안 TCE는 72.3%, toluene은 100.0% 제거되었다. 또한, TCE와 toluene의 제거속도는 각각 0.02 ${\mu}mol/g$-DCW/h와 2.89 ${\mu}mol/g$-DCW/h였다. 본 연구 결과는 TCE의 생물정화를 위한 반응기의 최대 효율을 유지하기 위한 노력에 도움이 될 것이다.

• 식품과학과 산업
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• 제52권3호
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• pp.261-271
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• 2019

NGS 기술이 발전함에 따라 우리 몸의 생리와 면역조절에 있어서 장내미생물의 중요성이 알려지면서부터 장내미생물군집의 구조를 직접 조절할 수 있는 프로바이오틱스의 중요성 역시 재조명 받고 있다. 인류는 프로바이오틱스를 오랫동안 발효식품 등을 통하여 섭취하였는데, 프로바이오틱스는 식품의 보존성 및 영양성을 높일 뿐 아니라 인체의 건강에 이로운 역할을 한다. 특히 프로바이오틱스의 섭취는 생체 내에서 Treg의 기능을 활성화하여 장내 환경을 개선시켜 유익한 장내미생물의 생육을 도우며, 염증반응, 알러지질환, 자가면역질환 등을 완화시키는 효과가 있다. 특히 프로바이오틱스는 장내 유익균인 Bifidobacterium, Faecalibacterium, Akkermansia 및 Bacteroides 속 미생물의 빈도를 증가시키고, 이들은 단쇄지방산 및 신체에 이로운 대사체 등을 생산한다. 지금까지 프로바이오틱스는 대부분 건강기능식품으로 사용되어 왔으나, 최근 들어 장내 유익균에 대한 기능성이 알려지면서 기존 프로바이오틱스를 포함한 장내 미생물을 이용한 NGPs 개발이 활발히 진행되고 있다. 하지만 NGPs 개발에는 여전히 한계가 존재한다. 아직까지 장내 미생물의 분리, 동정은 일반 세균 배양에 비해 매우 까다롭고, 특별한 배양 기술이 필요하므로 현재까지 NGPs로 활용될 수 있는 장내 미생물은 매우 제한적이다. 또한 기존 프로바이오틱스와는 다르게 NGPs는 의약품처럼 전임상, 독성시험, 약물역학, 3단계의 임상시험을 거쳐야 한다. 하지만 기존 프로바이오틱스의 질병 개선 효과를 뛰어넘어 고형암, 대사질환 및 면역질환의 차세대 치료제로서의 활용 가능성이 매우 높기 때문에 앞으로 더 폭넓은 연구가 진행되어야 할 것이다.

• 건강과 자연농업
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• 237호
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• pp.1-12
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• 2007

3만2천여 회우동지들의 염원이던 '유기농회관' 준공후 입주준비완료/과대포장된 장밋빛 F T A의 허구성/<암을 이기는 음식>(2) 녹황색 채소/미국, 유기농식품시장 매년 두자릿수 성장/애완동물 사료도 유기농 바람, 리콜 이후 크게 늘어/"친환경유기농업 육성정책"의 성공조건/도시 어린이들에게 친환경농업교육 실시/사과 겹무늬썩음병의 발병생태/미생물을 이용한 질병의 방제/작물건전생육에 토양개량이 무엇보다 중요/염류장해 뿌리혹선충 극복/농업선진화운동본부, 친환경농산물 유통개혁세미나/벼 멀칭재배의 이론과 기술/미국에서도,친환경 웰빙쌀이 '바람몰이'/친환경농업 연수교육/우리의 산야초-범부채/탄질률과 영양주기 이론의 이해/유기질비료의 이해

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2001년도 춘계학술발표대회
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• pp.58-58
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• 2001

본 연구는 섬유소 분해효소 유전자 Cel D(Cellulase Digestion)가 도입된 형질전환 돼지 생산을 통하여 섬유소 함유 사료의 이용 효율을 증대시키고, 나아가 장기이식동물 및 고가의 의료용 단백질 생산가축을 개발하기 위한 원천기술 확보에 있다. 섬유소분해 유전자의 크로닝 및 조직 특이적 발현벡터를 개발하기 위하여, 우선 소의 위중 제4위 내의 미생물로부터 전체 유전자를 분리하였고, 이렇게 작성된 DNA library에서 섬유소분해 관련 유전자인 약 2.0 kb의 Cel D유전자를 크로닝하였으며, 췌장 특이적 발현 프로모터(rat elastase I: 약 200bp)를 크로닝한 후, 미세주입용 형질전환 재조합 벡터를 구축하기 위하여 rElastase I 프로모터 하류에 섬유소 분해 유전자(Cel D)를 연결하여 약 3.0 kb 크기의 재조합 벡터를 준비하였으며, 재조합 유전자를 1세포기 수정란 전핵내에 미세주입 하기 위해 Sal I과 BglII를 이용 유전자 단편을 만들었다. 구축된 유전자를 미세주입하기 위한 수정란을 회수하기위해 총68두의 돼지를 4-5두씩 분리사육하면서 발정동기화 및 과배란 유기를 위해 PG600, Altrenogest, FSH, hCG를 투여하였으며 hCG투여후 약54시간에 외과적 방법에 의해 총 1,359개의 수정란을 회수하였고, 이중 미세주입가능한 1세포기 수정란은 1,296개로 두당 평균 15.9개 였다. 1,296개의 1세포기 수정란 중에서 재조합 유전자(rE I-CelD)가 미세주입된 660개의 수정란을 32두의 수란돈에 외과적 방법에 의해 이식하였으며, 이식되어진 모돈 13두가 분만하여 40.6%의 임신율을 나타내었다. 이렇게 분만된 13두에서 총 65두(암:33두, 수:32두)의 자돈이 생산되었으며, 형질전환 여부를 판명하기 위해 자돈의 꼬리조직으로 부터 genomic DNA를 추출하고 PCR 검정을 실시하였다. PCR 검정 결과, 섬유소 분해 유전자가 도입된 자돈은 5두 이었으며, 그 결과를 Table에 나타내었다.(Table Omitted) Table 1 에서와 같이 섬유소 분해효소유전자가 형질전환된 자돈은 65마리 중 5마리로 7.69%의 형질전환율을 나타내었으며, 5마리의 자돈중 2두(암:1두, 수:1두)는 분만 후 즉시 폐사되었으며 2두(암:1두, 수:1두)는 86일령 그리고 14일령에 폐사하여 현재 1두(암)가 생존하여 섬유소 분해 사양 실험 중에 있다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제47권2호
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• pp.202-207
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• 2004

어성초 분말을 포함하는 차가버섯 발효 조성물의 물 추출물이 인체 위암 세포 AGS 및 대장암 세포 HCT-15, 그리고 정상세포 NIH3T3 fibroblast의 세포 생육에 미치는 영향을 검토하였다. 세포독성 실험은 세포수 count와 MTT 방법으로 측정하였다. 어성초 분말을 포함하는 차가버섯 발효 조성물의 제조는 차가버섯과 어성초 분말을 혼합하고, 여기에 대두 발효 미생물원을 다시 혼합시켜 습도 $50{\sim}60%$,온도 $30{\sim}37^{\circ}C$에서 30일 정도 발효시킨 후 건조 시킨 분말에서 5% 물 추출물을 얻어 동결건조 시켜 실험에 제공하였다. MTT assay 방법에서 차가버섯 발효 조성물의 수용성 추출물 0.16, 0.4, 0.8, 1.6 및 4.0 mg/ml 첨가 농도에서 AGS 세포 생육은 13, 25, 40, 67 및78% 억제 되었으며, HCT-15세포 생육은 22, 40, 50, 69및 76%씩 각각 억제되었다. 그러나 동일한 실험조건에서 정상 세포수 NIH3T3은 86% 이상의 생존율을 나타내었다. 차가버섯 발효 조성물의 수용성 추출물은 인체 대장암 세포주 HCT-15와 위암 세포수 AGS에 대해 생육억제 작용이 강한 반면, 정상세포 NIH3T3에 대해서는 세포 독성을 거의 나타내지 않아 가장 바람직한 암예방 또는 항암식품 개발가능성을 제시하였다.

• 미생물과산업
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• 제12권2호
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• pp.2-13
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• 1986

Agrobacterium tumefaciens의 연구는 유전공학 시대를 맞이하여 많은 연구자들의 커다란 주목을 끌고있다. 식물세포내에 외부 유전자를 도입시키는, 확실히 믿을 수 있는 vector로 등장된 때문이다. 원래 이세균은 식물 줄기나 뿌리에 암종을 유발시키므로서 암발성 원인 구명 연구로 흥미를 끌게 되었다. 연구결과는 암발생 예방및 치료에 목적을 둠은 덩연할 것이다. 많은 약제가 시험되었으나 별로 진전을 보지 못하던중 비 원인성인 Agrobacterium radiobacter, strain 84에 의한 생물학적 방제의 성공으로 유일한 방제법을 갖게되었다. 뒤이어 암종발생 기작도 밝혀졌다. Agrobacterium의 세계는 온통 유전공학 기술로 채워져 있다. 암종발생에서 방제원리에 이르기까지 수없이 먼 옛날부터 이미 익혀오던 DNA 조작기술이었던가\ulcorner 암종을 유발시키는 agrocin84 plasmid를 갖는 비병원성 Agrobacterium을 찾아 생물학적 방제법을 확립하였다. 그후 병원성 Agrobacterium은 이에 대하여 어떻게 살아남을 것인가\ulcorner 실로 놀라운 일이라 아니할 수 있을까\ulcorner 이 병원성 Agrobacterium은 비 병원성 Agrobacterium 속에 있는 agrocin 84 plasmid을 탈취하여 자신이 agrocin84를 생성분비하며 암종 유발을 계소하여 간다. 아니면 비병원성 Agrobacterium이 병원성 Agrobacterium에게 agrocin 84 plasmid를 넘겨주었을까\ulcorner 왜 넘겨주었을까\ulcorner 공존을 위하여서일까\ulcorner 우리의 유전공학 기술은 이것을 막아줄수 있을까\ulcorner 생물학적 방제의 재성공을 위하여 논제의 연구는 왜 필요했던가\ulcorner 그 전후를 여기에 서술해 본다.닭이며 또한 제한된 지면에서 충분히 고찰하기는 어렵다. 우리나라에서 자주 거론되는 백신 및 종류에 국한하여 그 문제점과 앞으로의 전망을 고찰해 보기로 한다.ocking electrode를 제작하여 복합고분자 전해질과의 계면저항을 측정하였다.nm (1.2921eV)는 acceptor-bound exciton 인 I1(AO,X) 이고, 964.6nm(1.2853eV)는 donor-acceptor pair(DAP) 발광, 1341.9nm (0.9239eV)는 self activated(SA)에 기인하는 광발광 봉우리로 고찰되었다.가 높을수록 방출전류가 시간에 따라 급격히 감소하였다. 각 duty비에서 방출전류의 양이 1/2로 감소하는 시점을 에미터의 수명으로 볼 때 duty비 대 에미터 수명관계를 구해 높은 duty비에서 전계방출을 시킴으로써 실제의 구동조건인 낮은 duty비에서의 수명을 단시간에 예측할 수 있었다. 단속적으로 일어난 것으로 생각된다.리 폐 관류는 정맥주입 방법에 비해 고농도의 cisplatin 투여로 인한 다른 장기에서의 농도 증가 없이 폐 조직에 약 50배 정도의 고농도 cisplatin을 투여할 수 있었으며, 또한 분리 폐 관류 시 cisplatin에 의한 직접적 폐 독성은 발견되지 않았다이 낮았으나 통계학적 의의는 없었다[10.0%(4/40) : 8.2%(20/244), p>0.05]. 결론: 비디오흉강경술에서 재발을 낮추기 위해 수술시 폐야 전체를 관찰하여 존재하는 폐기포를 놓치지 않는 것이 중요하며, 폐기포를 확인하지 못한 경우와 이차성 자연기흉에 대해서는 흉막유착술에 더 세심한 주의가 필요하다는 것을 확인하였다. 비디오흉강경수술은 통증이 적고, 입원기간이 짧고, 사회로의 복귀가 빠르며, 고위험군에 적용할 수 있고, 무엇보다도 미용상의 이점이 크다는 면에서 자연기흉에 대해 유용한 치료방법임에는

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권1호
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• pp.1-6
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• 1998

수직 관형 반응기(기포탑)에서 담수성 미세조류인 Chlorella HA-1의 $CO_2$고정화 특성을 조사하였다. Chlorella HA-1의 배양액은 균체 자체에 의한 음영효과(self-shading effect)로 균체의 농도가 증가하면 빛의 투과 깊이는 급격하게 감소하는 것으로 밝혀졌다. 기포탑 반응기에서의 균체 생산성은 반응기의 직경에 반비례하여 가장 작은 직경 2 cm 반응기에서 균체 생산성과 $CO_2$고정화 속도가 각각 1.097 g/1와 1048 g CO$_2/\m^2$-day로 가장 높았다. 그러나 직경 2 cm 반응기의 경우 photoinhibition현상이 나타났으며 그 결과 최종 균체 농도는 직경 3.5cm반응기의 7.84g/l에 비해 30%낮은 5.65g/l이었다. 기포탑 반응기의 직경이 2 cm이상이면 $CO_2$ 고정화 속도가 급격하게 떨어지는 것으로 밝혀졌다. 이와 같은 $CO_2$ 고정화 속도의 감소는 광합성에 필요한 빛이 반응기 내부로 충분히 전달되지 않아 대부분의 미세조류가 $CO_2$ 고정화에 빛을 효율적으로 활용할 수 없었기 때문으로 생각된다. 기포탑 반응기에 공급하는 $CO_2$가스 유량을 증가시키면 미세조류의 생산성이 높아졌으며 반응기의 직경이 커질수록 생산성의 상승 효과는 뚜렷하였다. 이와 같은 균체의 생산성 향상은 균체가 명-암영역으로 활발하게 이동하여 빛의 활용 효율을 높일 수 있었기 때문으로 생각된다. 따라서 반응기내 미세조류가 명-암 영역으로 활발하게 이동하도록 하는 장치 또는 운전기술의 적용이 필요함을 보여준다.

• 미생물학회지
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• 제31권4호
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• pp.279-285
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• 1993

p53 유전자의 변화는 인간의 여러 암에서 가장 흔하게 발견되며 종양세포내에서는 이러한 변형된 p53 단백질의 양의 증가가 초래된다. 세포내에 축적된 p53 단백질의 발견은 인간의 암증세를 판단할 유용한 기중이 되기도 한다. 본 연구에서는 이러한 면역조직화학 검사에 쓰일 수 있는 폴리클로날 항체를 만들기 위햐여 사람의 p53 유전자를 glutathione S-transferase 와의 융합 단백질의 형태로서 대장균내에서 발현시켰다. p53 의 아미노산 1-158번을 코딩하고 있는 NeoI fragment 와 아미노산 159-393 번을 코딩하는 NocI-BamHI fragment 를 BamHI linker 를 이용하여 in frame 으로 pGEX-2T 의 BamHI 자리에 삽입하여 재조합 플라스미드 pGTNS 와 pGTNL 을 각각 만들었다. 또 PCR 에 의한 증폭에 의햐여 아미노산 38-145번을 코딩하는 유전자 부위를 증폭하였으며 BamHI 과 PvuII 로 절단하여 pGEX-2T의 BamHI 과 SmaI 자리에 삽입함으로써 pGTBP 를 제조하였다. 이들 재조합 균주들을 IPTG 로 4시간 induction 한 후 세포 추출물로부터 glutathione Sepharose bead 를 이용하여 융합단백질을 분리하였다. Bead 에 결합된 단백질은 10% SDS-polyacrylamide gel 에서 전기영동하였으며, 각각의 분자량은 54 kDa, 53 kDa 와 40 kDa 였다. 이러한 방법으로 1리터 배양으로부터 약 1mg 의 단백질을 정제하였다.