• Journal of Plant Biotechnology
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• 제40권4호
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• pp.217-223
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• 2013

국내 자생하는 야생칡(Pueraria lobata)은 푸에라린, 다이드진, 다이드제인 등 다양한 이소플라본을 함유하고 있는 주요한 콩과 약용작물이다. 이들 이소플라본은 장내에서 특정 세균과 반응으로 생물전환이 일어나 디하이드로다이드제인, 테트라하이드로다이드제인을 거쳐 약리작용이 타 이소플라본 보다 월등한 이퀄로 물질대사가 이루어지는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 국내 야생칡으로부터 유도된 캘러스를 이용하여 배양배지, 배양조건 및 배양기간에 따른 캘러스의 증식과 이소플라본의 합성 정도를 구명하고 배양된 캘러스 추출물을 생물전환 능력이 있는 것으로 밝혀진 Pediococcus pentosaceus 균주와의 반응을 통하여 이퀄 전구체인 디하이드로다이드제인의 생합성을 구명하고자 수행되었다. 캘러스의 증식은 광조건에서 1.0 mg/L TDZ과 1.0 mg/L NAA가 첨가된 배지에서 12일 배양했을 때 가장 좋다. 푸에라린 함량은 암조건에서 2.0 mg/L kinetin과 1.0 mg/L NAA가 첨가된 배지에서 16일 배양했을 때 가장 높게 나타났으나, 다이드진과 다이드제인 함량은 처리에 따른 유의한 차이가 나타나지 않았다. 캘러스 추출물을 P. pentosaceus 균주와 반응하여 발효시켰을 때 생물전환에 의해 이퀄의 전구체인 디하이드로다이드제인이 성공적으로 생합성되는 것이 확인되었다. 본 연구의 결과는 국내 야생칡을 대상으로 캘러스의 대량증식을 통한 이퀄의 전구물질인 이소플라본의 대량생산에 기여할 수 있으며, 기내에서 생물전환을 통하여 이퀄을 생산하기 위한 기반이 될 것이다.

• 생명과학회지
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• 제24권10호
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• pp.1110-1117
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• 2014

갯벌은 영양염 순환과 오염물질 제거 등 환경적으로 가지는 의미가 크다. 이에 갯벌에서 아밀라아제, 셀룰라아제, 프로테아제, 리파아제를 생성하여 유기물을 분해하는 190균주를 순수분리하고 효소 활성 실험을 통해 그 중 활성이 좋은 균주를 선택하였으며 16S rRNA유전자 분석을 통해 Pseudoalteromonas sp. IC35 (KE804087)로 동정하였다. 또 무기황(S0)을 에너지원으로 하여 최소배지에서 생존 가능한 황산화 세균을 31균주를 순수 분리하고 sulfate ion을 측정하여 황산화능력이 뛰어난 세균을 16S rRNA 분석하여 Halothiobacillus neapolitanus IC_S22 (KE804088)로 동정하였다. 이렇게 분리한 균주들이 환경에서 활성을 가지는 지를 측정하기 위해 유기물 분해에 대해(대조군 M1, 접종군 M2)와 황산화능력에 대해(대조군 M3, 접종군 M4)의 microcosam 반응기를 각각 구축하였다. Pseudoalteromonas sp. IC35를 접종한 M1에서 비접종군인 M2에 비해 유기물 분해 효율이 증가되었으며 microcosm 반응기 내의 생물량도 증가됨을 확인하였다. H. neapolitanus IC_S22을 접종한 M3에서 비접종군인 M4에 비해 환원성 황($S_0$)을 산화하는 능력이 상승되었으며 real time PCR을 이용하여 pilot 내에서 세균의 생물량이 증가함에 따라 초기 sulfate ion의 양도 증가함을 확인하였다. 이번 연구를 통해 대사활성이 우수한 균주를 부가적으로 환경에 접종함으로써 기존 세균 군집에 의한 환경정화 능력을 증가 시키는 것으로 사료된다.

• 미생물학회지
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• 제40권1호
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• pp.29-36
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• 2004

논 토양에서 acrylamide의 분해능이 탁월한 세균 Pseudomonas JK-7를 분리하여 acrylamide의 생분해에 영향을 미치는 물리화학적 요인을 조사하였다. 초기 실험에서 acrylamide를 유일 탄소원과 질소원으로 하여 호기적 조건에서 생장할 수 있는 세균 JK-7을 논의 토양표본에서 분리하였다. BIOLOG system을 이용한 생리학적 분석으로 Pseudomonas속(genus)임을 확인하였고, 이 세균을 Pseudomonas sp. JK-7로 명명하였다. 분리 균주 JK-7은 50 mM acrylamide를 배양 72시간 이내에 완전히 분해하였다. 배양기간 중에 acrylamide 분해 중간대사 물질로서 acrylic acid가 나타나는 것을 HPLC를 통해 확인하였으며, 배양초기에 배양액에 존재하지 않았던 ammonia가 배양기간 중에 관찰되었다. 배양초기 pH는 7.0이었으나 acrylamide가 완전히 분해된 후 배양액의 최종 pH는 8.7이었다. Acrylamide 분해와 JK-7의 생장에 대한 pH의 영향을 조사한 결과, PH 5, pH 7 그리고 pH 9에서 생장과 분해가 이루어졌으나, pH3과 pH11에서는 거의 관찰되지 않았다. 부가 탄소원의 존재하에서 JK-7에 의한 acrylamide분해에서 glucose, fructose, citrate 또는 succinate를 각각 첨가하여 조사한 결과, 부가 탄소원이 없을 때보다 acrylamide분해와 JK-7의 생장은 가속화되었다. 또한 부가질소원 첨가에 따른 영향조사 실험에서, yeast extract는 acrylamide분해와 JK-7의 생장을 촉진시켰다. 그러나 다른 질소원인 $(NH_{4})_{2}SO_{4}$, $NH_4Cl$ 그리고urea는 생장과 분해에 본질적으로 큰 영향을 미치지 않았다. 금속이온에 대한 영향으로 배지내에 $ZnSO_{4}$를 첨가하였을 때 분해와 생장이 진행되었으나, $AgNO_{3}$, $CuSO_{4}$ 또는 $HgCl_{2}$를 첨가하였을 때 acrylamide분해와 JK-7의 생장이 이루어지지 않았다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제26권3호
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• pp.222-226
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• 2011

본 연구는 세포 내 기생세균인 S. typhimurium의 세포 내 대사과정에서 중요한 역할을 하는 respiratory nitrate reductase의 활성 및 활성 억제 물질인 sodium chlorate, sodium azide, 그리고 sodium cyanide으로 조성된 복합조성물을 이용하여 RAW 264.7 세포에 감염 된 S. typhimurium의 증식억제 효과와, S. typhimurium 감염 마우스에 대한 치료효과를 평 가하기 위하여 수행되었다. 복합조성물을 이용하여 RAW 264.7 세포 감염 S. typhimurium에 대한 증식억제 효과 확인시험을 수행한 결과, 세포 배양 24시간에 대조군과 비교하여 90% 이상의 S. typhimurium의 증식이 억제되었다. 또한, S. typhimurium을 감염시킨 마우스에 복합조성물을 투여한 결과, 70%의 높은 생존율을 보였다. 따라서 본 연구의 결과로부터, sodium chlorate, sodium azide, sodium cyanide로 조성된 복합조성물을 S. tyhimurium에 감염된 마우스에 투여할 경우 S. typhimurium의 증식을 억제하여 감염증상을 치료할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권4호
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• pp.603-613
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• 2019

본 연구에서 부산, 창원, 제주도 일대에서 채취한 토양으로부터 분리한 균주를 이용하여 식물 병원성 곰팡이에 대해서 길항작용을 나타내는 것을 확인하였으며, 또한 분리 균주의 경우 세균성 균주에 대해서도 길항작용을 나타내는 것을 확인하였다. 이러한 길항작용은 Bacillus 속이 생산하는 2차 대사산물인 siderophore, 항생물질, 세포 외 효소 활성 등에 의해서 식물 병원성 곰팡이에 대한 길항작용을 나타내는 것으로 보이며, 특히 분리 균주로부터 생산되는 세포 외 효소는 식물 병원성 곰팡이의 세포벽에 용균작용 일으킴에 따라 세포벽을 분해하여 식물 병원성 곰팡이의 생장을 저해할 것으로 생각된다. 또한 질소 고정능 및 IAA 생성능을 통해 식물 생장 촉진 및 식물 병원성 곰팡이 성장을 억제시킬 수 있는 생물학적 제제로서 식물재배에 도움을 줄 것으로 기대된다. 최종 선별된 Bacillus subtilis ANGa5, Bacillus aerius ANGa25, Bacillus methylotrophicus ANGa27를 이용하여 식물 병원성 곰팡이 방제 및 식물 생장촉진활성을 가지는 새로운 생물학적 제제로서 이용 가능성을 제시한다.

• 농약과학회지
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• 제20권3호
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• pp.189-196
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• 2016

바실러스는 토양 및 반추동물의 소화기관과 같은 다양한 곳에서 분리되고 있으며, 작물의 생육 촉진과 병방제를 위한 미생물 재제로서 널리 사용되고 있다. 바실러스 GH1-13 균주는 전남 완도의 간척지 논에서 분리되었으며, 16S rRNA 유전자와 gyrB 유전자를 이용하여 계통유전학적으로 분석한 결과 Bacillus velezensis인 것으로 동정되었다. GH1-13 균주의 특성을 분석한 결과 생육촉진에 관련된 IAA를 생성할 뿐 아니라 벼 뿌리의 생육을 촉진하는 것을 확인하였다. 또한 벼의 주요 병원균의 생육을 억제할 뿐 아니라 작물의 병원균인 다양한 곰팡이의 생육을 저해하였다. 더불어 식물병원 진균 및 세균의 생육 억제와 밀접하게 관련된 것으로 판단되는 bacillomycin, bacilycin, fengycin, iturin, surfactin을 생성하는 생합성유전자를 보유한 것으로 확인되었다. 본 연구는 GH1-13균주가 작물의 생육촉진과 병 방제를 동시에 해결할 수 있는 강력한 복합기능성 미생물제로의 가능성이 있음을 보여주었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권3호
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• pp.155-170
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• 2018

본 논문은 현재까지 개발된 유전자편집 기술들의 작용기작 및 장 단점 등을 비교하고 이들 기술로 개발된 유전자편집(site-directed mutagenesis, SDN)작물들의 안전성 평가를 위한 분류 기준 등을 살펴보았다. 또한 2016년부터 2018년 5월 현재까지 발표된 유전자편집 식물 개발과 관련된 논문들을 조사하여 ZFN, TALENS, CRISPR기술별 발표 논문 추세를 조사한 결과 CRISPR기술을 적용한 연구건수가 절대적으로 많았다. 또한 애기장대와 벼를 대상으로 수행한 연구건수가 가장 많았으며, 담배와 토마토, 밀, 옥수수 등이 그 뒤를 이었다. 하지만 발표건수는 아직 1~2건에 해당하지만 대상 식물들은 주곡작물을 포함하여 화훼, 채소, 과수 등으로 다양하게 그 응용 범위가 확대되고 있는 것으로 조사되었다. 특히 실용화 또는 향후 상업화를 목표로 한 연구건수도 해마다 증가하는 추세에 있으며 그 응용 범위도 유용단백질 또는 물질의 대량생산을 위한 대사공학 연구와 바이러스, 세균, 곰팡이 등에 대한 병저항성 작물의 개발, 가뭄 등의 무생물적 환경스트레스 저항성 작물, 수량이 증대된 작물 등의 개발에 집중되었다. 이 외에도 단위결실 토마토, 웅성불임성 이용 hybrid벼, 탈립 저항성 증진 등으로 응용 범위가 점점 다양화되어 가고 있음을 알 수 있었다. 또한 미국 농무성의 동 식물 검역소에서 허가를 득한 CRISPR유전자편집 작물의 건수도 해마다 증가하여 조만간 이들이 국제 종자시장에 출시될 것으로 전망된다.

• 미생물학회지
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• 제52권3호
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• pp.260-268
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• 2016

본 연구의 목적은 시중에 판매되고 있는 쌈장에서 용혈성을 가지는 Bacillus cereus MH-2를 분리하여, EGCG 노출에 따른 MH-2 균주의 세포 반응과 프로테옴 분석을 위해 수행되었다. 다양한 농도의 EGCG에 노출된 MH-2 균주는 노출시간이 증가함에 따라 생존률은 점차 감소함을 보였다. MH-2 균주의 alginate 생성량은 EGCG의 농도가 증가함에 따라 감소하였으며, 특정 EGCG 농도에서 노출시간이 진행됨에 따라 그 생성량은 증가하는 것으로 나타났다. SDS-PAGE 및 anti-DnaK와 anti-GroEL의 단일항체를 이용한 Western blot 통한 분석으로, 두 가지 스트레스 충격단백질인 70 kDa의 DnaK와 60 kDa의 GroEL의 발현은 대수생장기의 배양에서 EGCG의 농도에 비례하여 감소하는 것을 확인하였다. EGCG에 노출된 세균의 세포 외부형태 변화를 주사전자현미경을 이용하여 관찰한 결과, 세포 표면의 돌출부 생성과 함께 세포의 뭉그러짐이 관찰되었다. EGCG에 노출된 Bacillus cereus MH-2 배양의 수용성 단백질 부분에 대한 2-DE에서 20개의 단백질 스팟이 EGCG 노출에 의해 크게 변화하는 것이 확인되었다. 장독소(hemolysin BL lytic component L1, hemolysin BL-binding protein), chaperon (DnaK, GroEL), 세포방어요소(peptidase M4 family proteins), 에너지 및 물질대사 등에 수반되는 이들 단백질은 MALDI-TOF를 사용한 peptide mass fingerprinting에 의해 동정되었다. 이들 결과는 B. cereus MH-2에 대한 EGCG-유도 스트레스와 세포독성의 기작을 이해하는데 중요한 단서를 제공할 것이다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제33권3호
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• pp.207-213
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• 2018

본 연구는 까마귀쪽나무열매추출물(LJF-HE)의 유전독성을 평가하고자 하였다. 유전독성연구는 OECD와 MFDS(Korea Ministry of Food and Drug Safety) 지침에 따라 복귀돌연변이시험, 염색체이상시험, 마우스 골수세포를 이용한 소핵시험을 실시하였다. 세균을 이용한 복귀돌연변이시험은 까마귀쪽나무열매추출물(LJF-HE) 처리군에서 S9 mix 존재유무에 상관없이 복귀돌연변이 콜로니 수는 음성 대조군과 비교하였을 때 증가 양상을 나타내지 않은 반면에 양성 대조물질에서 유발된 복귀돌연변이 콜로니 수는 대사활성계 미적용(S9-) 및 적용(S9+)의 모든 시험 균주에 대하여 음성(용매)대조 값의 2배를 넘어 증가한 것으로 나타났다. 염색체 이상 시험에서 까마귀쪽나무열매추출물(LJF-HE) 처리군에서 모든 세포주의 처리시간 및 S9 mix 존재유무에 상관없이 5%미만의 비정상적인 염색체이상을 나타내었으나, 음성대조군에 비해 유의적인 변화는 없었다. 소핵시험은 까마귀쪽나무열매추출물(LJF-HE) 처리군에서 음성 대조군과 비교하여 소핵을 가진 다염성 적혈구의 증가는 볼 수 없었으며 통계학적인 유의성도 나타나지 않았다. 상기의 결과를 종합하면 까마귀쪽나무열매추출물(LJF-HE)은 유전독성을 유발하지 않는 것으로 판단되어진다.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.448-452
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• 2018

제주도 성산리 앞 바다 속 해면체로부터 분리한 Bacillus safensis KCTC 12796BP의 유전체를 분석하였다. 그 결과 3,935,874 bp의 환형 염색체와 36,690 bp의 plasmid 염기 서열을 확인하였다. 염색체는 G + C 함량이 41.4%로 75개의 위유 전자를 포함한 3,980개의 코딩 서열을, plasmid는 G + C 함량이 37.3%로 36개의 코딩 서열을 포함하고 있었다. 염색체 코딩 서열 중에는 81개의 tRNA 유전자, 24개 rRNA 유전자와 1개의 tmRNA 유전자가 있었다. 또한 포자 생성에 필요한 30개의 유전자, 포자피를 지령하는 16개의 유전자, 그리고 발아에 필요한 20개의 유전자도 발견되었다. 이외에 협막 다당체 생합성에 필요한 유전자와 편모 생합성 및 주화성에 필요한 유전자, 그리고 염 내성에 필요한 glycine-choline betaine 수송체에 관한 유전자도 존재하였다. 무엇보다도 항알러지활성을 보이는 이차대사산물 seongsanamide의 생합성을 지령하는 비리보좀성 펩타이드 합성효소 유전자를 확인할 수 있었다.