• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권3호
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• pp.329-336
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• 2021

Cellulophga sp. J9-3은 셀룰로스 분해능력을 갖으며, Flavobacteriaceae 과에 속하는 그람-음성 호기성 해양 세균이다. 또한, J9-3 균주는 고체 및 액체 배지에서 한천을 가수 분해 할 수 있으며, 배지에 첨가한 아가로스(agarose)에 의해 아가레이즈(agarase)의 생산이 현저하게 유도되는 특성을 보였다. Cellulophga sp. J9-3의 세포 배양액으로부터, 황산암모늄 침전 및 3 단계의 컬럼 크로마토그래피를 연속적으로 수행하여, 한 개의 agarase 단백질, AgaJ93을 순수하게 정제하였다. 정제된 AgaJ93은 아가로스에 대한 분해 활성이 가장 강하였으며, starch에 대해서도 아가로스 대비 약 22% 정도의 분해 활성을 나타냈다. AgaJ93은 아가로스를 분해하여 사이즈가 큰 올리고당 중간체를 경유하여, 최종산물로 네오아가로테트라오스와 네오아가로헥사오스까지 분해함을 확인하였으며, 이는 AgaJ93이 endo-type β-아가레이즈 임을 의미한다. AgaJ93은 pH 7.0, 35℃에서 최대 활성을 나타냈고, Co²⁺ 이온에 의해 6배 이상의 활성증가를 보였다. AgaJ93의 N-terminal sequence 분석 결과, AgaJ93은 Cellulophaga sp. W5C의 내열성 endo-type β-아가레이즈 Aga2와 82%의 상동성을 보였으나, 두 효소의 생화학적 특성이 달랐다. 따라서, AgaJ93은 기존에 보고된 β-아가레이즈 들과는 다른 신규의 아가레이즈 일 것으로 예상된다.

• 대한소아치과학회지
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• 제49권3호
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• pp.321-328
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• 2022

이 연구는 Streptococcus mutans 바이오필름에 대한 에리스로신 매개 광역동 치료에서 potassium iodide (KI)의 효과를 평가하는 In vitro 실험이다. S. mutans ATCC 25175를 배양하여 hydroxyapatite disk에 바이오필름을 형성하였다. 광감각제인 에리스로신을 20 μM, KI를 각각 10, 50, 100 mM로 희석하여 적용한 뒤 광역동 치료를 시행하였다. 생존한 세균의 수는 colony forming units (CFU)/mL로 산정하였으며 Bonferroni 사후 분석을 통해 그룹 간 차이의 유의성을 확인하였다. Confocal laser scanning microscopy (CLSM)을 이용하여 세포 생존율을 시각적으로 평가하였다. 실험 결과 KI를 적용한 후 광역동 치료를 시행한 실험군에서 KI의 농도의 관계 없이 현저한 CFU의 감소가 관찰되었다(p < 0.05). 또한 10 mM KI에 비해 100 mM KI를 적용한 실험군에서 유의한 CFU의 감소가 관찰되었다(p < 0.05). CLSM 관찰 시에도 동일한 결과를 확인하였다. KI는 모든 농도에서 S. mutans 바이오필름에 대한 에리스로신 매개 광역동 치료의 효과를 유의하게 향상시켰다. 이는 바이오필름 상태의 균주에 대한 광역동 치료의 낮은 감수성을 보완할 수 있지만, 추가적인 연구를 통한 최적의 임상 프로토콜 확립이 필요하다.

• 대한소아치과학회지
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• 제49권4호
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• pp.392-401
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• 2022

본 연구는 Silver diamine fluoride (SDF)와 요오드화 칼륨(KI)이 이차 우식에 노출된 상아질의 내산성에 미치는 영향을 실험실 환경에서 평가하는 것이다. 소의 절치를 이용하여 상아질 시편을 제작한 뒤 인공적으로 초기 우식병소를 형성하여 음성 대조군, 양성 대조군, SDF 도포, SDF 도포 후 KI 도포(SDFKI)의 4개 군으로 나누었다. 음성 대조군을 제외한 각 군 당 4개의 시편 상면에 Streptococcus mutans, Lactobacillus casei 및 Candida albicans를 포함하는 다종 우식원성 세균을 접종하고 28일 간 배양하였다. 음성 대조군은 초기 우식병소 형성 뒤 인산 완충 용액에 담가 28일 간 보관하였다. 모든 시편의 탈회 정도는 micro-CT를 사용하여 분석하여 SDF와 KI가 탈회 상아질의 내산성에 미치는 영향을 비교, 평가하였다. 실험 결과 SDF와 SDFKI군에서는 양성 대조군에 비해 유의하게 탈회 깊이가 감소하여 SDF와 SDFKI의 도포가 탈회 상아질의 내산성을 증가시켜 이차 우식에 대한 저항성을 향상시킨 것을 확인할 수 있었다. KI 도포는 SDF의 항균 효과에 대해 유의한 영향을 미치지 않았다. 본 연구 결과 SDF와 SDFKI 도포는 탈회 상아질의 내산성을 증가시켜 이차 우식의 예방에 효과가 있었다. 또한 KI는 SDF의 항균 효과에 유의한 영향을 미치지 않으면서 검은 변색의 가능성을 줄일 수 있기 때문에 임상에서 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 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.

• 한국자연치유학회지
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• 제8권2호
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• pp.71-77
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• 2019

목적: 특허 받은 황토 면 원단의 원적외선 방사율 및 면 원단을 20회까지 세탁을 하였을 때에 어떠한 미생물이 존재하는지를 조사하여 분리 동정하는 것이 목적이었다. 방법: 원적외선 방사능 측정기와 미생물을 영양배지에 배양하여 증식하는 단일 콜로니를 이용하여 16S rRNA법으로 동정하였다. 결과: 황토이불 면의 원적외선의 방사율은 40℃에서 5~20 ㎛에서 0.902(90.2%)이었고, 방사에너지는 3.63 × 10² w/m²로 높게 나타났다. 황토 이불 면 원단에서 2.0 × 10² cells/ml의 생균수가 존재하였고, 그리고 일반 면 원단에서는 생균이 발견되지 않았다. 단일 콜로니로 분리된 B-2 균주의 16S rRNA의 염기서열은 1,419 bases이었고, A-4균주의 염기서열은 1,284 bases이었다. 이 두 균주의 16S rRNA의 염기서열은 Bacillus 속 세균들과 높은 상동성을 보이었다. B-2 균주는 B. aryabhattai EF114313의 16S rRNA 염기서열과 99.0% 그리고 A-4균주는 B. bingmayongensis AKCS01000011의 16S rRNA 염기서열과 99.0%의 높은 상동성이 나타났다. 상기의 결과들을 활용하여 16S rRNA을 이용하여 유연관계를 조사하여 콜로니 균주 B-2를 B. aryabhattai BJ-2 균주로, A-4를 B. bingmayongensis BJ-4 균주로 최종 동정하였다. 결론: 황토 이불 면 원단에서 두 종류의 간균을 발견하였고, 이불 면 원단이 높은 량의 원적외선 및 원적외선 방사에너지가 발산하므로 유용하게 이용될 수 있다고 본다.

• 생명과학회지
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• 제33권7호
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• pp.593-604
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• 2023

바다는 지구 표면의 70% 이상을 차지하고 있으며, 그 자체가 대부분 탐사되지 않은 미지와 기회의 공간으로 제시되고 있다. 특히, 우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸인 반도로 해양 연구의 중요성이 강조되고 있다. 매우 복잡하고 다양한 환경을 가지고 있는 해양은 막대한 생물학적 다양성을 보이고 있으며 미생물학적 측면에서도 해양 환경은 다양하고 극단적인 온도, 압력, 일사량, 염분, pH 등을 가지고 있어 생태학적으로 특이한 서식처를 제공한다. 이로 인해 육상과는 달리 계통분류학적으로 매우 다르며, 다양한 미생물들이 서식하나 그 다양성, 분리, 배양 그리고 이들이 생산해 내는 2차 대사산물 등에 대한 연구는 아직도 미진한 상황이다. 1990년대까지도 거의 연구되지 않던 해양 환경 자생 미생물의 생리활성물질에 대한 연구는 2000년대 들어 해양 방선균이 생산해 내는 천연물에 대한 연구가 가속화 되기 시작했다. 이후, 박테리아, 고세균, 조류 등을 활용한 항균제, 항암제, 항산화제, 항염증제 등과 같은 의약품 개발 분야 뿐만 아니라 및 바이오 플라스틱 생산, 바이오 연료 생산, 이산화탄소 포집, 생균제 발굴 및 개발 등의 다양한 산업분야에서 해양 미생물을 활용한 연구가 가속화 되고 있는 실정이다. 본 총설에서는 해양미생물을 활용한 생명과학 및 생명공학 기술 분야의 연구 성과 및 최신 동향을 소개하고자 한다. 이를 통해 독자들이 의약소재 개발 외 제반 천연물 관련 분야의 기반 및 응용 연구의 중요성을 인식하고 미래 해양 유래 소재를 이용한 바이오 연구 개발의 최적화 및 실용화 연구에 적극 도움이 되길 기대한다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제29권5호
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• pp.470-478
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• 2004

본 연구의 목적은 Prevotella nigrescens lipopolysaccharides (LPS)로 자극된 MG63 osteosarcoma 세포에서 생성, 분비되는 기질금속단백효소인 MMP-1과 그 억제제인 TIMP-1을 측정할 뿐아니라 수산화칼슘으로 처리한 P. nigrescens LPS에 의한 기질금속단백효소와 그 억제제의 분비수준의 변화를 알아보는데 있다. 혐기성 조건에서 배양한 P. nigrescens로부터 LPS를 추출하여 순수정제한 다음 0, 1 그리고 $10{\;}\mu\textrm{g}/ml$의 LPS 농도로 MG63 세포를 자극하거나 또는 수산화칼슘으로 처리한 $10{\;}\mu\textrm{g}/ml$의 LPS로 세포를 다양한 자극하여 다양한 시간이 경과한 다음 세포로부터 분비되는 MMP-1과 TIMP-1의 RNA 수준을 real time-PCR 방법으로 측정하였다. 실험결과 MMP-1의 mRNA수준은 48시간에서 최고에 달하였고 그 분비정도는 LPS의 농도에 비례하였다. TIMP-1 mRNA는 $1{\;}\mu\textrm{g}/ml$의 세균성 LPS 자극시 24시간 및 48시간에서 높은 증가를 보였으나 고농도인 $10{\;}\mu\textrm{g}/ml$의 LPS로 자극한 경우 오히려 그 발현이 억제되었다. 또한 수산화칼슘으로 전처리한 P. nigrescens LPS로 자극한 MG 63 세포에서는 MMP-1과 TIMP-1의 분비가 억제되었다. 이러한 결과를 통해 볼 때 P. nigrescens LPS에 의한 MMP-1과 TIMP-1의 발현조절이 치근단 질환에서 발생하는 치조골 흡수 기전중 하나로 사료된다. 뿐만 아니라 P. nigrescens에 의해 분비되는 기질금속단백효소를 매개로 하는 염증반응 감소에 수산화칼슘이 효과적으로 작용하는것으로 확인되어 치근단 질환에 관여하는 세균성 LPS를 제거하기 위해 임상적으로 사용되는 근거가 될 수 있다.

• 미생물학회지
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• 제47권1호
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• pp.92-96
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• 2011

Rhodococcus sp. strain DK17은 3개의 linear catabolic megaplasmid (380 kb pDK1, 330 kb pDK2, 750 kb pDK3)를 보유하고 있다. Alkylbenzene 분해 유전자군(akbABCDEF)은 pDK2에만 위치하는 반면 phthalate 분해 유전자군의 경우에는 거의 동일한 copy가 pDK2 (ophA'B'C'R')와 pDK3 (ophABCR)에 각각 위치한다. DK17은 최적 성장온도인 $30^{\circ}C$에서 $37^{\circ}C$로 배양온도를 상승시키면 성장이 멈추지만 $30^{\circ}C$로 환원 즉시 다시 성장을 시작하였다. 이는 $37^{\circ}C$라는 온도 조건이 DK17에게 치명적이지는 않지만 스트레스로 작용함을 암시하는 것이다. 또한 $37^{\circ}C$에서 열충격을 받은 일부 세포는 o-xylene (alkylbenzene의 모델 화합물)을 분해 능력을 상실하였다. 열충격 후 200개의 집락을 무작위로 선택하여 pDK2- 또는 pDK3-specific 프라이머를 이용한 PCR과 pulsed-field gel electrophoresis를 통해 megaplasmid의 변화 양상을 비교 분석한 결과, 29개 돌연변이체에서 야생형의 것과 다른 5가지 megaplasmid 유형[pDK2 소실과 함께 새로운 약 700 kb megaplasmid 출현(10개), pDK2만 소실(9개), pDK3 소실과 함께 새로운 약 400 kb megaplasmid 출현(8개), pDK3만 소실(1개), 그리고 pDK2와 pDK3 소실과 함께 각각 약 400 kb와 700 kb 크기의 새로운 megaplasmid 출현(1개)]이 관찰되었다. 이상의 연구 결과는 성장 온도 변화가 세균 유전체의 물리적 변화를 직접 유도할 수 있음을 입증하는 것으로 온도 변화를 비롯한 서식지 환경 변화가 세균 진화에 상당한 영향력을 미칠 수 있음을 보여준다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제48권10호
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• pp.1107-1115
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• 2005

목 적 : ESBL 생산 S. sonnei에 의한 장염의 대규모 발생은 과거 국내는 물론 세계에서도 유래를 찾아볼 수 없었다. 저자들은 집단 발생한 ESBL 생산 S. sonnei에 의한 장염 환자의 임상적 특징과 치료에 대한 반응 등을 분석하여 ESBL 생산 S. sonnei 감염증에 대한 치료 지침을 마련하는데 도움이 되고자 한다. 방 법 : 연구 대상은 2004년 11월 충주 ${\bigcirc}{\bigcirc}$초등학교를 중심으로 집단 발생한 급성 장염 환자 중 분변 배양 검사상 S. sonnei가 검출되어 치료받은 환자 103명을 대상으로 하였다. 환자에서 분리된 S. sonnei에 대해 항생제 감수성 검사와 DNA 염기 서열 검사를 시행하였고, 환자들의 임상적 특징과 검사 소견, 그리고 항생제에 대한 반응 등을 후향적으로 분석하였다. 결 과 : 임상 증상은 발열 96.1%, 설사 93.2%, 복통 76.7%, 두통 71.8%, 구토 65.0%, 그리고 구역 41.7% 순으로 나타났다. 발열은 평균 2.0일간 지속되었고, 설사는 평균 3.9일간 지속되었다. 설사의 양상은 수양성 설사는 69%, 점액성 설사는 26%, 그리고 혈변은 5%에서 관찰되었다. 말초 혈액 검사에서 백혈구 증다증을 보이는 경우는 53.4%이었고, 혈청 검사에서 CRP 양성을 보이는 경우는 78.6%이었다. 대변 직접 도말 검사에서 백혈구가 고배율 당 50개 이상인 경우가 11.7%, 그리고 5-20개인 경우 9.7%이었다. 대변 잠혈 반응은 71%에서 양성이었다. 본 유행에서 분리된 ESBL의 유형은 염기 서열을 분석한 결과 CTX-M-14 유형으로 밝혀졌다. 항생제 투여에 대한 미생물학적 치료 결과는 ciprofloxacin 투여자 중 100%(9/9), azithromycin 투여자 중 100%(5/5), cefdinir 투여자 중 6.9%(5/72), ceftriaxone 투여자 중 0%(0/8), ceftizoxime 투여자 중 12.5%(1/8), TMP/SMX 투여자 중 0%(0/8), ampicillin/sulbactam 투여자 중 42.9%(3/7), amoxicillin/clavulanic acid 투여자 중 20%(1/5), 그리고 imipenem/cilastatin 투여자 중 68.8%(11/16)에서 추적 검사상 음전 되었다. 결 론 : 소아에서 발생한 ESBL 생산 S. sonnei에 의한 세균성 이질에 대한 항생제 선택에서 비용-효과 면이나 안전성 면에서 azithromycin이 매력적인 일차 선택약일 수 있을 것으로 사료된다. Ciprofloxacin은 비용-효과 면에서는 우수한 약제일 수는 있으나 소아에서의 사용은 아직 이르다고 생각된다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제29권4호
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• pp.979-995
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• 1999

본 연구에서는 치주질환과 관련이 깊은 것으로 알려진 구강내 spirochetes 균중 Treponema denticola 분쇄액(TDC)과 가장 최근에 분리 배양된 Treponema lecithinolyticum 분쇄액(TLC)이 치은섬유아세포의 cytokine 분비 및 matrix metalloproteinase(MMP) 활성에 미치는 영향을 알아 보기 위하여 균의 분쇄액을 치은섬유아세포에 처리한 후 Interleukin-6(IL-6)와 $Interleukin-1{\beta}(IL-1{\beta})$의 분비 증가 여부를 ELISA를 통하여 측정하였으며, 또한 gelatinase zymography와 gelatin 분해능 측정을 통하여 교원질 분해 효소의 하나인 pro-MMP-2(progelatinase A)의 활성화 여부를 측정한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. TDC와 TLC가 치은섬유아세포의 IL-6 분비에 미치는 영향을 살펴 본 결과, TDC 와 TLC 처치군에서 세균 분쇄액이 없는 비처치군에 비해 IL-6 분비량이 증가하였으며 유의성 있는 차이가 있었다(p<0.05). 2. TDC 와 TLC로 처리한 치은섬유아세포의 $IL-1{\beta}$ 분비는 측정 가능치(1pg/ml)이하의 분비량이 관찰되었다. 그러므로 $IL-1{\beta}$의 분비에는 영향이 없는 것으로 보인다. 3. 치은섬유아세포에서 분비되는 분자량 72 kDa의 pro-MMP-2가 TDC와 TLC에 의해 활성형으로 발현되어 zymography상에서 62kDa의 위치에 clear band로 나타났다. 4. 치은섬유아세포가 분비하는 MMP-2의 gelatin 분해능이, TDC와 TLC 처치군에서 비처치군보다 높게 나타났으며 유의 성 있는 차이가 있었다(p<0.05). 5. TDC 처치군에서는 gelatin 분해능에 있어서 세균 자체의 serin protease의 영향이 있었으나 TLC 처치군에서는 치은섬 유아세포의 MMP에 의해서만 gelatin이 분해되었다. 이상의 결과를 보아 TDC와 TLC는 치은섬유 아세포를 자극하여 IL-6 의 분비는 증가시킬 수 있으나 $IL-1{\beta}$의 분비에는 영향을 미칠 수 없으며, 치은섬유아세포에서 분비되는 pro-MMP-2를 활성형으로 발현시켜 결합조직의 파괴를 야기함으로서 치주 질환의 병인론에 기여할 수 있음을 확인하였다.