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.
Bifidobacterium longum을 고농도 배양하기 위하여 최적 생육 조건을 조사하고 cross-flow filtration으로 생육 저해 대사산물인 lactic acid와 acetic acid를 제거하면서 균체 순환 배양을 사용하였다. 회분 배양에서는 탄소원으로 glucose를 50 g/l 농도로 사용하고 초기 pH 6.5인 경우 생육이 가장 높았다. B. longum을 cross-flow filtration으로 12시간 배양한 결과, 희석속도 $0.31h^{-1}$에서 최대 균체농도에 도달하여 16.4g/l의 건조균체량을 얻었으며 이로써 회분 배양시 보다 약 4배 높은 균체를 생산하였다.
분화용 베고니아 유묘기의 양분흡수 특성을 구명하기 위하여 광강도와 배양액 농도 처리하에 실험을 진행하였다. 엽면적은 광에 의한 차이는 크게 나타나지 않았고 양액의 농도는 EC가 1.0 dSㆍm$^{-1}$처와 1.5 dSㆍm$^{-1}$에서 0.5 dSㆍm$^{-1}$보다 높게 나타났다. 초장은 광강도가 가장 낮은 처리구에서 길었고 약 38%와 60% 차광율 처리사이에는 큰 차이가 없었다. 또한 배양액의 농도에 따라서는 EC가 1.5 dSㆍm$^{-1}$인 처리구에서 EC가 1.0 dSㆍm$^{-1}$과 0.5 dSㆍm$^{-1}$인 처리구보다 초장이 길었다. 엽의 생체중도 처리에 따라 유의적인 차이가 나타났다. 광강도가 가장 낮은 처리구에서 생체중이 가장 높았으나 엽의 건물중은 처리간 차이가 나타나지 않았다. 배양액의 농도처리에 있어서 EC가 1.0 dSㆍm$^{-1}$과 1.5 dSㆍm$^{-1}$인 처리구에서 EC가 0.5 dSㆍm$^{-1}$인 처리구보다 엽의 생체중이 높게 나타났다. 그러나 배양액의 농도는 엽의 건물중에 영향을 주지 않았다. 줄기의 생체중과 건물중은 처리간 차이가 크게 나타나지 않았다. 다량원소의 흡수율을 조사한 결과 주로 배양액의 농도가 증가함에 따라 양분의 흡수율이 증가한다는 것을 알 수 있었다. 또한 광강도의 차이에 따라서 양분의 흡수율이 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 광강도가 매우 낮은 처리구에서 양액의 흡수는 적었지만 높은 양분흡수율을 보였고 이러한 특성은 각 이온의 종류에 따라 약간의 차이를 보였다.
효모를 먹이로 하는 filter-feeder들의 소화력을 높이고자, algae의 대용물로서 가치가 있는 Kluyveromuces fragilis효모를 화학적 처리방법에 의해 세포벽을 바괴시켰다. 화학적 처리방법의 최적조건은 0.2 M Tris-buffer에 용해시켜 만든 1M 의 $Na_2EDTA$와 0.3 M의 2-mercaptoethanol을 처리한 후 $30{\circ}C$배양기에서 1시간 배양하는 조건에서 얻어졌다. 이때, 약 30%의 protoplast yeast를 실시함으로써, 그 생성률을 약 2배이상 올릴 수 있었다.
사람 T-임파구에서 방사선 독성물질인 감마선과 화학적 독성물질인 PCP(pentachlorophenol)의 돌연변이 효과를 hprt (hypoxanthine phosphoribosyl transferase) 유전자의 돌연변이빈도로써 측정하였다. 감마선은 $^{137}$Cs원을 사용하여, 0 - 300 rads의 양으로 세포의 초기배양 시기에 조사하였으며, PCP는 역시 세포의 초기배양시 최종농도 0-100 ppm으로 24시간 투여 하였다. 양 돌연변이원은 hprt유전자를 돌연변이 시키어, 300rads의 조사는 대조군에 비하여 약 7.5배의 돌연변이빈도의 증가를 나타내었고, PCP 500 ppm의 처리는 대조군에 비하여 약 5배의 돌연변이빈도 증가를 나타내었다. 본 실험에 사용된 상이한 두 돌연변이원은 모두 비교적 정확한 용량-반응 관계를 보였으나, 환경독성물질들의 혼합효과에서 돌연변이원을 정성하기위하여 개선된 T-cell hprt clonal assay, 즉 reverse transcriptase/polymerase chain reaction 및 direct sequencing에 의한 mutational spectrum의 적용이 요구되었다.
우리나라 전국명지에서 약 1400여점의 토양시료를 채취하여 이 토양 시료에서 방사선균 1635균주를순수분리 배양하고, 명 균주를 배양하여 생산되는 항생물질 중 paper disk method에 의해 벼문고 병균 Pellicularia sasakii에 대한 항균력을 나타내는 균주를 선발하고, 이차선발로서 Dendroid test method와 최종적 선발방법으로 벼를 대상으로 문고병 발생에 대한 green house test에 의하여 우수한 균주를 취득하였다.
김치에서로부터 배 파쇄물에서 생육과 산 생성이 우수한 유산균을 선발하였다. 선발된 균주는 Ln. mesenteroides로 동정되었으며, 국립농업과학원 농업유전자원센터에 KACC 91495P로 기탁하였다. KACC 91495P 균주를 배 파쇄물에 접종한 후 pH, 적정산도, 생균수의 변화를 경시적으로 분석하였다. 배양액의 pH는 배양 9시간 이후 pH 4.05로 급격히 감소한 후 배양 18시간에 pH 3.86까지 완만하게 감소하였다. 적정산도는 배양 초기부터 15시간까지 지속적으로 증가하여 1.09% 수준에서 평형을 이루었다. 생균수는 접종 후 9시간까지 급격히 증가하고 그 이후 완만하게 증가하여 배양 18시간에는 $2.9{\times}10^9\;CFU/g$까지 증가하였다. 유기산 농도는 배양시간에 비례하여 증가하여 18시간 배양 후 젖산이 0.213%, 초산이 0.259%, 사과산이 0.217%로 분석되었다. 또한 배 발효액의 총 폴리페놀 함량은 9시간 배양 후 $134\;{\mu}g$ tannic acid/mL에서 $185\;{\mu}g$ tannic acid/mL로 약 40% 증가하였으며 따라서 DPPH radical 소거활성도 향상되었다. 또한 $4^{\circ}C$에서 KACC 91495P 균주에 의한 배 발효물은 약 2주일의 저장기간 동안 pH, 적정산도, 총균수의 변화는 미미하였다.
플라스틱의 원재료로 이용되는 bisphenol-A (BPA)가 vitellogenin (VTG)의 합성에 미치는 영향을 넙치의 간세포를 초대 배양하여 조사하였다. 간세포는 2일간 사전 배양을 하였으며, estradiol-$17\beta(E_2)$ 및 BPA를 배양액에 동시 첨가하였다. 간세포는 6일간 배양한 후 배양액을 회수하여 SDS-PAGE로 분석하였다. BPA는 농도 의존적으로 총 단백질에 대한 VTG 비율은 증가하였으며, $10^{-6}M$과 $10^{-5}M$의 농도에서 유의한 차이를 나타내었다(P<0.05). 특히, BPA $10^{-5}M$의 농도에서의 총 단백질에 대한 VTG 비율은 26.36%로 $E_2$만을 첨가한 대조군과 유의한 차이를 나타내지 않았다. $E_2$와 BPA를 단독 또는 동시에 첨가하여 유도된 VTG합성은 배양액에 tamoxifen$(10^{-6}M)$을 첨가함으로서 $E_2$를 첨가한 대조군의 약 80%로 유의하게 억제되었다. 그리고, in vivo에서 $E_2$에 의해 유도된 VTG합성은 in vitro에서 간세포를 6일간 배양함에 따라 $E_2$를 첨가한 대조군의 약 22%까지 억제되었다. 이러한 감소효과는 BPA의 농도 의존적으로 지연되는 결과를 나타내었다. 따라서 넙치에서의 BPA는 $E_2$ receptor와의 반응을 통한 에스트로겐 작용에 의해 VTG합성을 유도하고, 난황형성기에서의 VTG 합성을 장시간 지속시킬 가능성이 있는 것으로 추측된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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