• 생명과학회지
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• 제25권12호
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• pp.1408-1414
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• 2015

화학농약의 오남용은 환경오염을 유발하고, 사람의 건강에 악영향을 미치므로 그 대안으로 미생물을 이용한 생물학적 방제에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 환경에서 안정성을 유지할 수 있는 생물방제균을 확보하기 위하여 잿빛곰팡이병균인 Botrytis cinerea의 생육을 억제할 수 있는 Bacillus 속 균주를 탐색한 후, 선정된 균주의 항진균 물질 생산을 위한 조건, 항진균 기작 및 물리화학적 안정성에 대하여 조사하였다. 가장 높은 항진균 활성을 가진 균주는 고추의 근권 토양에서 분리된 AF4 균주였으며, 표현형적 특성 및 16S rRNA 유전자 염기 서열에 근거하여 동정한 결과, Bacillus subtilis로 확인되었다. AF4 균주는 최적 탄소원으로 glycerol을, 최적 질소원으로 casein을 요구하였으며, 25-40℃ 및 pH 7-10에서 항진균 활성을 나타내었다. 최적조건에서 항진균 활성은 140±3 AU/ml로, 기본배지보다 활성이 증가했음을 알 수 있었다. AF4 균주는 B. cinereas 균사를 형태적으로 변화시킴으로써 항진균 효과를 나타내는 것으로 추정되었으며, 다양한 식물병원성 곰팡이의 생육을 억제할 수 있었다. 또한 AF4 균주가 생성하는 항진균 물질은 열, pH, 유기용매 및 단백질 분해효소 처리에도 항진균 활성을 유지하였으므로 대단히 안정한 물질인 것으로 판단되었다. 따라서 Bacillus subtilis AF4는 다양한 곰팡이유래 식물질병방제에 적용가능성이 높은 균주임을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제30권2호
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• pp.156-161
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• 2020

산업화 이후 다양한 화학물질의 생산과 이용은 우리 삶의 질을 높이는데 기여하였지만 그로 인한 대량의 폐기물 방출은 필연적이며 환경오염은 날이 갈수록 심각해지고 있다. 환경오염에 의한 화학물질의 노출은 인간의 건강과 생태계에 악영향을 주고 있다. 우리의 삶에 영향을 줄 수 있는 오염된 환경을 정화하는 것은 매우 중요한 문제이다. 광범위한 석유화학제품의 사용으로 인해 독성 난분해성 방향족화합물이 토양, 지하수, 폐수 등에서 빈번하게 검출되고 있다. 특히 합성수지, 합성섬유, 염료, 살충제, 방부제 등의 원료로 사용되는 페놀은 주요 오염물질이며, 호흡곤란, 두통, 구토, 돌연변이, 발암 등을 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 페놀분해균주인 DWB-1-8을 섬유폐수에서 분리, 동정하였으며 16S rRNA유전자 염기서열분석결과 Comamonas testosteroni로 동정 되었다. 본 실험 균주의 최적 생장 및 최적페놀분해 배양 조건은 0.7% K₂HPO₄, 0.6% NaH₂PO₄, 0.1% NH₄NO₃, 0.015% MgSO₄·7H₂O, 0.001% FeSO₄·7H₂O, 초기 pH 7 및 30℃ 였으며, 다른 독성 화합물인 벤젠, 톨루엔 혹은 크실렌(BTX)을 유일탄소원으로 이용하여 생장할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제19권4호
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• pp.429-435
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• 2009

산화적 스트레스는 정상적인 대사 과정뿐만 아니라 외부적인 환경에 노출 되었을 때 일어나는 것으로 잘 알려져 있다. 이러한 스트레스를 극복하기 위해 생물체들은 각자의 시스템에 맞게 다양한 항산화 시스템을 진화 발전시켜 왔다. Saccharomyces cerevisiae KNU5377 균주는 고온뿐만 아니라 다양한 스트레스에 대해 내성을 가짐을 확인하였다. 대부분의 스트레스는 궁극적으로는 산화적 스트레스로 귀결된다. 이러한 측면에서 본 연구는 KNU5377 균주가 어떠한 시스템에 의해서 다른 균주보다 스트레스 내성을 가지는지를 밝히기 위해 접근하였다. 수행된 연구결과에서 KNU5377 균주는 항산화 시스템과 밀접하게 관련된 단백질(superoxide dismutase, thioredoxin system, heat shock proteins)과 항산화 관련 물질(trehalose)을 과발현함을 확인하였다. 그러나 이러한 단백질들이 어떠한 조절 시스템에 의해서 균주 특이적인 발현 양상을 보이는지는 현재까지 확인되지 않고 있다. 본 연구는 KNU5377 균주 그 자체의 중요성과 함께 균주 내의 스트레스 내성과 관련된 유용한 유전자를 탐색하여 더욱 우수한 유전자원을 발굴하는데 기여 할 것으로 보인다.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제3권4호
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• pp.329-335
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• 2014

본 연구는 한국잔디 신품종 '그린에버'(품종보호출원 2014-02)의 특성을 연구하기 위해 수행되었다. '그린에버'는 한국에서 수집한 100개의 자생 한국잔디에서 선발 육종된 품종이며 유전자 분석을 통해 '안양중지', '동래고려지'와 품종의 차별성을 확인하였다(1.48 kb with OPC14 and 1.05 kb with OPD5). '그린에버'의 형태적 특성 평가결과 잔디의 초장($6.8{\pm}0.5cm$), 엽폭($2.0{\pm}0.1mm$), 최하위 엽까지의 높이($1.9{\pm}0.1cm$) 및 종자의 길이($3.0{\pm}0.1mm$) 등은 금잔디의 특성을 띠는 것으로 분류되었으며, 형태적 특성은 '동래고려지'와 유사하였다. 골프장 페어웨이 관리 조건에서 '그린에버'의 잔디 품질, 밀도, 클로로필 등은 '안양중지' 및 '동래고려지' 보다 뛰어난 것으로 조사되었으며 특히 조사기간 동안 그린에버의 밀도는 '안양중지' 및 '동래고려지' 보다 탁월하게 높은 수준을 유지하였다. 향후 '그린에버'의 내한성, 내마모성 등 다양한 환경적응성이 검증된다면 골프장 페어웨이, 티잉그라운드 및 정원 등에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 미생물학회지
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• 제49권2호
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• pp.156-164
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• 2013

방선균은 의약, 농업 및 식품 생산 등에 유용하게 사용되는 이차대사물질을 생산하는 미생물 자원으로 자연환경 내에서 많은 생물들과 긴밀한 상호작용을 유지하고 있다. 본 연구에서는 장수풍뎅이 유충의 분변에 존재하는 방선균의 다양성과 기능성을 조사하기 위해서 비배양적 접근과 배양적 방법으로 실험을 수행하였다. 먼저 시료로부터 직접 추출한 community DNA에서 방선균-특이 primer를 이용하여 방선균의 16S rRNA 유전자를 PCR로 증폭, 클로닝한 후에 각 clone에 삽입된 염기서열을 분석하였다. 총 37개의 염기서열을 얻었으며 계통분류학적 분석을 수행한 결과, 15속 24종으로 분류되었다. 아울러 53개의 방선균 균주를 장수풍뎅이 유충 분변으로부터 분리하였다. 형태학적 특징을 비교하여 최종적으로 27개의 균주를 선발하여 다양성, 항균활성 및 생화학적 특징을 검정하였다. 분리된 균주들은 4속 14종으로 분류되었으며, 24균주(89%)는 Streptomyces 속으로 분류되었다. 대다수의 균주들이 식물병원성 곰팡이와 그람양성 세균에 대해 길항 효과를 보였다. 또한 많은 균주들이 셀룰로오스와 카제인을 분해하는 생화학적 특징을 보였다. 본 연구를 통해, 장수풍뎅이 유충의 분변 시료로부터 다양한 방선균이 분리될 수 있으며, 분리된 균주들은 다양한 항균효과 및 효소활성을 지니고 있다는 것을 확인하였다. 결론적으로 본 연구는 장수풍뎅이와 같은 곤충의 장과 분변은 다양한 방선균의 서식처이며, 이곳에서 유용한 생리활성 물질을 발견할 수 있다는 것을 제시한다.

• 생명과학회지
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• 제21권10호
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• pp.1487-1493
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• 2011

염농도에 따른 E. tarda CK41의 운동성을 알아보기 위하여 1.0%와 3.5%의 염농도를 가지는 운동성 측정 배지에서 집락의 변화를 관찰한 결과, 3.5% 염농도 조건에서 운동성이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 1.0%과 3.5% 염농도 조건에서의 생육도를 측정해본 결과 각 염농도 조건에 따른 생균수의 차이는 매우 적은 것으로 보아, 높은 염농도에서의 운동성의 감소는 생육정체가 아닌 실질적인 운동성의 차이에 의함을 알 수 있었다. 이러한 염농도에 의한 운동성의 차이가 편모에 의한 것인지를 알아보기 위하여 투과 전자 현미경으로 형태학적 관찰을 해본 결과, 3.5% 염농도에서는 편모의 형성이 되지 않음을 확인하였다. E. tarda는 PFAD와 FDP 두개의 편모 유전자를 가지며 이들간의 아미노산 상동률은 93%로 높은 편이다. 편모의 발현양의 확인을 위하여 PFAD 특이적인 다클론성 항체를 제작하기 위하여, PFAD를 과발현시키는 재조합 플라스미드 pBP793을 구축하여 대장균 발현시스템으로 발현시켜 정제한 후, 토끼에서 면역반응을 유도하여 특이 항체를 제작하였다. PFAD 특이적인 다클론성 항체를 이용한 immunoblot assay 결과, 3.5% 염농도 조건에서 배양한 E. tarda CK41의 경우 1.0% 염농도에서 보다 반응하는 면역 활성 단백질 밴드가 낮은 것으로 측정되었다. 이러한 결과를 종합하여 볼 때, 염농도가 높은 해수환경에서의 운동성의 감소는 E. tarda CK41의 편모 단백질이 제대로 발현되지 않아 기능적인 편모의 형성이 이루어지지 않는다는 것을 예증하고 있다. 향후 연구에서 어떠한 메카니즘에 의해 염농도가 flagellin의 발현을 조절하는지를 밝힐 필요가 있다.

• 미생물학회지
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• 제50권2호
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• pp.119-127
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• 2014

남극 로스해의 퇴적물로부터 배양을 통해 분리한 균주의 분류 및 생리학적 특성 분석을 수행하였다. 분리 세균 63균주의 16S rRNA 유전자 염기서열을 이용한 계통분류학적 분석 결과, 이들은 Actinobacteria, Bacteroidetes, Alphaproteobacteria 및 Gammaproteobacteria 내의 21개의 파일로타입(phylotypes)에 속하였다. 98.65% 염기서열 유사도를 기준으로, 약 49%의 균주가 잠재적으로 신종 또는 신속 후보인 것으로 나타났다. 분리된 균주 중, 각각 46%, 25% 및 32%의 균주가 세포외 단백질분해효소, 지질분해효소 및 외부다당체 생성에 대한 활성을 나타냈다. 43개의 균주는 최소 1개의 세포외 분비 물질을 생산하였고, 이들 중 21개 균주는 최소 2개의 세포외 단백질분해효소, 지질분해효소 또는/및 세포외다당체를 생성하였다. 이러한 결과는 남극 로스해 퇴적물 내의 배양된 세균 군집이 해당 환경에서 탄소와 질소와 관련된 유기물질의 가수분해에 영향을 미치고 있다는 것을 시사한다.

• 생태와환경
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• 제50권2호
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• pp.266-274
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• 2017

멸종위기종 개리(Anser cygnoides)의 월동기 서식지 이용과 먹이원에 대해 연구하였다. 개리는 서천갯벌에 10월에 도래하여 약 6개월간 월동한 후, 다음해 4월초에 월동지를 떠나 번식지로 이동하였다. 서천갯벌에서 월동하는 동안 개리는 뚜렷한 지역 간 이동, 서식지 이용 패턴을 보였다. 즉 도래초기인 10월에는 주로 송림리 갯벌의 매자기류 (Bolboschoenus sp.) 군락지를 집중하여 이용하였으나, 11월부터는 장구만 지역으로 이동하여 연안 갯벌에 일부 존재하는 매자기류 군락지와 인근 농경지에서 섭식활동을 하였다. 배설물에서 추출한 유전자 분석을 통해 개리가 사초과의 매자기류 식물을 월동기간 동안 주먹이원으로 이용한다는 것을 확인하였다. 또한 분포와 섭식지 이용에 변화를 보이는 시기에 사초과 식물 외에도 콩과 식물의 검출양이 증가하였다. 이러한 결과는 개리가 월동기간 동안 섭식하는 먹이원의 이용가능성 변화에 반응하여 서식지를 이용하는 전략을 취하는 것으로 평가된다. 서천갯벌은 개리의 월동지로서 가치가 있으며, 특히 송림리와 장구만 지역에 분포하는 매자기류 군락지는 월동기간 동안 개리가 이용하는 핵심지역으로 보호되어야 한다.

• 생명과학회지
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• 제28권3호
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• pp.376-387
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• 2018

식물이 접하는 다양한 환경 스트레스(고온, 저온, 냉해, 고염, 가뭄 등) 중에서 물부족(가뭄) 스트레스는 식물의 생장 및 생산성을 저해하는 가장 주요한 요인으로 보고되어 왔다. 그러므로, 물부족 스트레스에 대한 식물의 반응 기작을 명확히 이해하는 것은 물부족 스트레스 저항성이 증가된 유용 작물 개발에 적용될 수 있을 것으로 기대되며, 그 결과 작물 재배 가능 지역의 확대에 기여할 수 있을 것으로 생각된다. 식물의 물부족 스트레스 신호 과정은 크게 식물 호르몬인 앱시스산 의존적인 과정과 비의존적인 과정으로 분류되며, 각각 AREB/ABF, DREB2 전사 조절 인자가 주요한 전사 조절 인자로 참여하여 하위 단계 반응 유전자의 발현 조절에 참여한다. 이러한 AREB/ABF, DREB2 의존적인 regulon에 대한 연구를 통해 물부족 스트레스 신호 과정 중 전사 수준의 조절에 대한 규명이 활발히 이루어지고 있다. 해당 신호 과정에는 전사 수준의 조절뿐만 아니라 인산화, 유비퀴틴화와 같은 번역 후 변형 과정 및 염색질 변형에 의해 매개되는 후성유전학적 조절도 연관되어 있다. 본 총설에서는 현재까지 보고된 물부족 스트레스 신호 전달 과정을, 이와 관련되어 보고된 다양한 신호 전달 단백질들의 기능과 연계시켜 알아보고자 한다. 이러한 물부족 스트레스 신호 전달 과정에 대한 명확한 이해는 향후 유용 내건성 작물 개발을 위한 이론적 기반 구축에 도움이 될 수 있을 것이라 생각된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권1호
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• pp.12-18
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• 2017

당귀는 우리나라를 포함하여 중국과 일본 등 아시아국가에서 유용하게 이용되는 한약재이다. 그러나 국가마다 그 기원을 달리하기 때문에 혼 오용이 심하고 국제시장에서 혼란을 불러일으킬 소지가 다분하다. 따라서 오래전부터 형태학적, 세포유전학적 분석과 지표성분을 이용한 화학적 판별 마커의 개발에 관한 연구가 많이 진행되어 왔다. 또한 최근에는 다양한 재배환경과 수확 후 가공 및 처리방법에도 비교적 안전한 유전자 단편의 염기서열 비교분석을 통한 분자생물학적 기술을 적용한 판별기술의 개발에 관한 연구결과 들이 발표되고 있다. 그러나 아직까지 이들 기술의 실용화를 통한 현장 적용에는 한계가 있으며 보다 많은 후속연구가 수행되어야 한다. 이에 본 논문에서는 현재까지의 연구결과를 바탕으로 얻어진 문제점을 논하고 향후 필요한 추가 연구 과제들에 관하여 기술하였다.