• 환경생물
• /
• 제32권3호
• /
• pp.234-242
• /
• 2014

본 연구는 시험생물로서 말똥성게 (Hemicentrotus pulcherrimus)를 이용하여 내분비계장애물질인 bisphenol A(BPA)의 독성 및 시험생물로서의 적합성 등을 조사하였다. 말똥성게(H. pulcherrimus)의 수정 및 정상 배아발생에 미치는 BPA의 독성을 보기 위하여 농도(0, 300, 500, 800, 1000, 1500 ppb)에서 조사하였다. BPA 노출 시 수정률은 시험구간 내의 BPA 처리농도와 관계없이 유의적인 변화가 없었다. 정상 배아발생률은 BPA 농도가 높을수록 유의적인 감소를 나타냈으며, 800 ppb 농도부터 유의적인 감소를 보였다. 정상배아발생에 대한 독성값은 반수영향농도 ($EC_{50}$) 1056.1 ppb, 95% Cl 981.8~1163.9 ppb로 나타났다. 또한 무영향농도 (NOEC)와 최소영향농도(LOEC)는 500 ppb 및 800 ppb로 나타났다. BPA에 노출된 배아는 농도가 증가함에 따라 발생이 정체되는 현상이 나타났다. BPA에 노출된 pluteus 유생을 이용한 glutathione-S-transferase (GST) 유전자의 발현을 비교해본 결과 GST 유전자의 발현은 농도가 증가함에 따라 발현이 증가하였다. 본 연구 결과, 말똥성게 (H. pulcherrimus)의 초기 배아 발생 과정 중 800 ppb 이상에서 독성을 나타냈으며 GST 유전자는 BPA 노출에 따른 위해성 평가에 생체지표유전자로 유용하게 이용될 수 있다고 생각된다.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제31권5호
• /
• pp.461-471
• /
• 2017

북방종개(Iksookimia pacifica)의 유전적 다양성과 구조적 특징을 밝히기 위해 동해 독립하천들에 서식하는 10개의 집단들을 대상으로 핵유전자와 미토콘드리아 유전자에 기반한 집단유전학적 분석을 실시하였다. 일부 예외적인 경우를 제외하고, 미토콘드리아와 핵유전자 모두 통계적으로 유의미한 집단 간 유전적 분화가 관찰되었다. 핵유전자들의 DNA 서열자료에서 추출한 유전자형 자료를 Bayesian 방법으로 분석한 결과 북방종개는 천진천과 양양남대천을 기준으로 북쪽과 남쪽의 두 개의 그룹으로 나뉘는 구조를 보였다. 현재 동해 하천들이 지리적으로 단절되어 온 독립 수계라는 것을 감안했을 때, 남북으로 구별되는 집단유전적 구조는 북방종개가 한반도에 정착했던 초기 조상 집단이 남북으로 갈라지는 지리적인 분리 사건과 관련되었을 것으로 해석되며, 이러한 초기 조상집단의 지리적 분리 이후, 두 조상그룹들은 남북의 지리적인 범위 내에서 하천 별 고립에 따른 추가적인 분화 과정을 거쳤을 것으로 추정된다. 주목할 점으론, 자산천 집단의 많은 개체들이 지리적 거리가 먼 양양남대천 및 강릉남대천 집단과 하나의 유전적 cluster를 형성하고 있는 것이다. 이와 함께 미토콘드리아 유전자의 경우 몇몇 이웃하는 집단들 사이에 현저히 낮은 유전적 분화도 그리고 일부 집단들에서 매우 낮은 유전적 다양성이 관찰되었다. 본 집단유전학적 결과는 향후 북방종개의 보존 및 관리를 위한 기초자료로 제시될 것이다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.507-512
• /
• 2005

본 연구에서는 유전자 재조합 발광균주, Pseudomonas putida mt-2 KG1206을 이용하여 토양에 오염된 m-toluate 탐지 방법 및 적용 가능성에 대해 조사하였다. KG1206은 톨루엔 계열 화합물의 중요 중간 분해물질인 m-toluate 및 benzoate가 직접 생물 발광 유도제로 작용하며, 또한 톨루엔 계열 화합물들이 간접 유도제로서 발광 활성을 나타내었다. 토양에 오염된 유도제 오염원 검출을 위해 발광 균주 9.9 mL에 에탄올 추출물 0.1 mL을 첨가하여 조사하였다. 생물발광에 근거하여 작성된 m-toluate 검량선은 대략 $R^2>0.97$ 이상의 상관관계가 관찰되었다. 토양에 임의 오염된 m-toluate(직접 발광유도제)는 정립한 방법에 따라 발광활성에 근거하여 추측하였고, 기기분석치와 통계적으로 유의한 것으로 조사되었다. 본 연구 결과를 통해서 특정 화합물에 대해 발광을 생산하는 유전자 재조합 균주가 특정 오염원에 오염된 지역의 관리를 위한 수단으로 사용할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.182-189
• /
• 2013

본 연구에서는 염생식물에서는 최초로 expansin 유전자를 분리하고 특성을 분석하였다. 염생식물 중 생리활성물질 등으로 최근 들어 관심의 대상이 되고 있는 칠면초로부터 expansin 유전자의 cDNA 3종을 분리, 합성하였다. 확보한 3종의 칠면초 expansin cDNA 염기서열 분석 및 단백질 1차 구조의 비교분석 결과 시스테인 잔기의 위치 및 배열간격과 트립토판의 위치, 그리고 활성부위의 일부로 생각되는 HFD 도메인이 잘 보존되어 있다는 점에서 이들이 ${\alpha}$-expansin (EXPA)에 속한다는 것을 확인하였다. 다른 식물들과 칠면초의 expansin 단백질을 대상으로 계통수를 작성한 결과, 목본성인 딸기와 대추나무의 expansin과 가장 가까운 것으로 나타났다. 칠면초는 일년생 초본이지만 생육초기에는 초본성으로 자라다가 나중에 목질화되는 경향이 있다. 따라서 칠면초의 expansin이 목본 식물의 expansin과 유사한 기능을 가질 것으로 추측할 수 있다. 고염도 환경에서의 칠면초 유식물의 생육 실험결과에 따르면 실험에 사용된 NaCl 농도범위 내에서 유식물의 생장이 현저하게 억제되지 않았을 뿐만 아니라 expansin의 발현량에도 큰 변화가 없었다. 이 결과로 미루어 내염성을 가진 식물에서는 expansin과 같은 생장관련 유전자의 발현이 NaCl의 농도에 크게 영향을 받지 않으므로 식물의 생장이 저해되지 않는다고 유추할 수 있다. 이는 염생식물인 칠면초가 고염도 환경에서 정상적으로 생육할 수 있도록 하는데 expansin이 중요한 요소 중 하나일 것이라는 점을 의미한다.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제35권5호
• /
• pp.503-524
• /
• 2021

배스(Micropterus salmoides)는 수생태계에서 최상위단계에 위치하는 생태계교란 어종으로 심각한 담수생태계의 불균형을 초래하고 있다. 배스의 퇴치 및 관리를 위한 다양한 시도를 하고 있지만 효과적인 방안은 없는 상황이므로 배스의 고유한 특성에 기반한 개체군 감소의 효율성을 극대화할 수 있는 방식을 모색하였다. 본 연구에서는 배스의 Transcriptom 분석으로 Unigene contigs는 182,887개, 그리고 정자-난자 인식 단백질인 IZUMO1과 Zona pellucida sperm-binding protein의 유전자에서 CRISPR/Cas9 system을 적용할 최종 Target sequence는 12종을 산출하였다. 각 Target sequence를 인식할 수 있는 12종의 sgRNA를 합성한 후 후속 연구에 사용할 12종의 Cas9-sgRNA ribonucleoprotein (RNP) complex를 제작하였다. 본 연구에서는 차세대염기서열 분석법으로 정자-난자 인식 단백질을 암호화하는 유전자를 탐색하였고, CRISPR/Cas9 system으로 유전자를 편집하여 번식행동은 하지만 수정란을 형성하지 못하는 생식세포를 생산하는 불임개체를 유도하기 위한 조성물 개발 과정을 확립하였다. 그리고 배스와 동일한 수계에 있는 고유 생물종의 서식에는 영향을 미치지 않는 생태교란종 관리 방안으로서의 유용성을 검증하기 위한 후속 연구의 귀중한 기초 자료를 확보하는데 기여했다고 판단된다.

• 미생물학회지
• /
• 제55권1호
• /
• pp.69-73
• /
• 2019

향장원료 개선을 위한 미생물 탐색 실험을 통하여 Marinobacter salarius HL2708#2을 제주도의 용암 해수 환경에서 분리하였다. 균주 HL278#2의 완전한 게놈 서열을 분석하였으며, 원형 염색체는 4,304,603 bp이고 57.21% G+C이고 플라스미드는 244,163 bp이고 53.14% G+C였다. 4,180개의 단백질 코딩서열이 과 49개의 tRNA와 18개의 rRNA 유전자와 함께 확인되었다. 균주 HL2708# 2의 게놈은 알콜, 말토덱스트린/전분 및 단당류 대사 유전자를 보유하고 있었다. 호염성 및 중금속 저항성을 담당하는 유전자와 방향족 및 알칸 계열 탄화수소를 대사하는 유전자를 가지고 있는 것으로 분석되었다. Marinobacter salarius가 질산염 및 아질산염 환원능력이 없다고 알려져 있는 것과 달리, HL2708#2 균주는 질산염/아질산염 환원 효소, 질산염/질산염 운반체 및 질산염 모노 옥시게나제를 가지고 있는 것으로 보아 세포 체외의 니트로알켄을 활용할 수 있는 능력을 가진 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.28-36
• /
• 2021

Edwardsiella piscicida는 어류의 출혈성 패혈증 및 사람의 위장 감염의 중요한 원인균이다. 세균이 생존을 하기 위해서는 환경변화에 적응하기 위한 특수한 메커니즘이 필요하다. 따라서 E. piscicida가 삼투압 변화 환경을 감지하고 이에 반응하는 메커니즘을 이해하기 위하여 본 연구에서는 다양한 염도 조건에서 단백질 발현 형태와 세균의 생리적 특성을 분석하였다. EnvZ-OmpR의 two-component 조절 시스템의 일부인 OmpR 단백질은 세균의 염분 스트레스 감지와 관련이 있다. 이 단백질이 E. piscicida에서 어떤 생리적 역할을 하는지는 밝혀지지 않고 있다. 이 연구에서는 염분 스트레스에 대한 OmpR 단백질의 기능을 조사 하였다. OmpR을 발현하지 못하는 돌연변이체를 분석한 결과 구연산염 이용, H2S 생성 및 인돌 생산의 능력이 야생형과 비교했을 때 차이가 나는 것으로 확인되었다. 전체 ompR 유전자를 가지는 플라스미드를 돌연변이 균주에 도입하여 분석한 결과 위의 세가지 표현형은 야생형과 같아졌다. 지연된 성장률도 부분적으로 회복되었음을 볼 수 있었다. 이 연구에서 OmpR이 세포 운동성과의 관련성을 찾아볼 수 없었다. 이 연구의 결과들을 종합하면, 돌연변이 분석, 성장 분석, MALDI-TOF MS, qRT-PCR 및 표현형 연구 결과는 E. piscicida의 OmpR이 삼투압 조절, 생육, 포린 발현, 독성 관련 유전자(eseC, eseD 및 evpC) (ETAE_1826) 및 기능을 알 수 없는 특정 유전자(ETAE_1540 및 ETAE_2706)와 관련이 있다고 사료된다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제51권1호
• /
• pp.99-108
• /
• 2023

대기 입자상물질(particulate matter, PM) 시료의 곰팡이 메타게놈 분석을 위해 DNA 추출 및 유전자 증폭 시 여러 문제가 발생한다. 본 연구에서는 PM 시료로부터 DNA를 추출하는 방법과 polymerase chain reaction (PCR)을 위한 프라이머 및 온도 조건의 최적화를 위하여 다양한 조건으로 실험하였다. 여러 조건에서 DNA 추출 여부를 비교 평가한 결과, bufffer와 proteinase K를 이용하여 20분 동안 화학적 세포 용해 처리와 bead beating 처리를 한 후 상용 DNA 추출 kit를 사용하면 DNA를 효율적으로 추출할 수 있었다. PCR 조건을 최적화하기 위해 ITS2 유전자 영역을 증폭할 수 있는 10개 조합의 프라이머를 이용하여 PCR을 수행한 결과, ITS3tagmix3/ITS4 조합의 프라이머로 annealing 온도 58℃로 하였을 때 증폭된 PCR 산물의 농도가 상대적으로 높았다. 이 조건에서도 PCR 산물의 농도가 낮은 경우에는 1차 PCR 산물을 주형 DNA로 사용하여 nested PCR을 수행하면 만족스러운 농도로 ITS2 유전자를 증폭할 수 있었다. 본 연구에서 도출한 조건으로 서울 대기 PM2.5를 포집한 필터 시료 15종을 대상으로 DNA 추출과 PCR을 수행한 결과 성공적으로 ITS2 유전자 증폭이 가능하였다. 본 연구에서 최적화한 방법은 대기 PM 시료의 곰팡이 메타게놈을 분석하고 해석하는 연구에 활용 가능하다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제40권4호
• /
• pp.881-889
• /
• 2023

Hymenobacter 속(genus)은 Bacteroidota 문(phylum), Hymenobacteraceae 과(family)의 대표 속(type genus)이다. 이 속에 속하는 세균들은 붉은색 색소를 함유하는 그람 음성 간균으로서, 자연계의 다양한 환경에서 분리되고 있다. 본 연구에서 붉은색 색소를 함유하는 그람 음성 간균이 경남 창원시 소재 창원대학교 교내의 연못에서 분리되었고, 이 세균은 균주 B2로 명명되었다. 균주 B2를 계통분석 및 생화학적으로 분석한 결과, Hymenobacter 속에 속하는 것으로 밝혀졌다. 이 세균의 16S rRNA 유전자 염기서열을 genbank의 BLAST로 분석해 본 결과, 다른 어떠한 세균과도 16S rRNA 유전자 염기서열의 상동성이 새로운 미생물로 인정되는 기준인 98.7%보다 낮은 것으로 나타났다. 균주 B2의 지방산을 분석해 본 결과, 주된 지방산은 summed feature 3(C_16:1 ω7c and/or C_16:1 ω6c, 22.8%), iso-C_15:0(16.2%), anteiso-C_15:0(12.9%), C_16:1ω5c(12.4%) 및 summed feature 4 (iso-C_17:1 I/anteiso-C_17:1)(9.5%)인 것으로 밝혀졌는데, 결과적으로 균주 B2의 지방산 함량은 다른 Hymenobacter 종들의 지방산 함량과 뚜렷한 차이가 있는 것을 알 수 있었다. 이 세균의 16S rRNA 유전자 염기서열은 genbank에 accession number OQ318247로 등록되었다.

• 생명과학회지
• /
• 제28권9호
• /
• pp.1030-1041
• /
• 2018

환경 스트레스는 식물의 성장을 저해하며 작물의 생산량을 감소시키는 주요 원인이다. 식물은 다양한 유전자의 발현 변화를 통해 스트레스에 대한 저항성을 나타낸다. 본 연구에서는 activation tagging system을 이용하여 기존에 밝혀지지 않은 새로운 고염 스트레스 반응 유전자들을 분리하였다. 애기장대의 발아 단계에서 고염 스트레스에 저항성을 보이는 9개의 activation tagging 라인을 선별하였다. 그 중 TAIL-PCR 방법을 이용하여 AT7508, AT7512, AT7527, AT7544, AT7548, AT7556의 6개 라인에서 T-DNA가 삽입된 위치를 확인하였으며 각 라인에서 T-DNA가 삽입된 주변 유전자의 발현을 RT-PCR로 분석하였는데 AT7508, AT7512, AT7527, AT7544, AT7556에서 각각 ClpC2/HSP93-III (At3g48870), plant thionin family (At2g20605), anti-muellerian hormone type-2 receptor (At3g50685), vacuolar iron transporter family protein (At4g27870), microtubule-associated protein (At5g16730)이 activation 된 것으로 밝혀졌다. 더불어 AT7548에서는 T-DNA가 삽입된 곳의 양쪽에 위치하는 두 유전자인 Arabinogalactan protein 13 (AGP13) (At4g26320)과 F-box/RNI-like/FBD-like domains-containing protein (At4g26340)이 모두 activation 되었다. Activation 된 7개 유전자는 기존에 고염 스트레스 저항성과 관련된 기능이 알려지지 않은 유전자로 본 연구를 통해 새롭게 고염 스트레스 반응에 대한 기능이 밝혀졌다. 7개의 activation된 유전자 중 ClpC2/HSP93-III, AGP13, F-box/RNI-like/FBD-like domains-containing protein의 3개 유전자는 고염 스트레스에 의해 발현이 증가하였다. 또한 AT7508과 AT7527, AT7544 라인은 발아 단계뿐만 아니라 유식물체 발달 과정에서도 고염 스트레스 저항성을 보여 activation tagging 라인의 선별 결과의 타당성을 뒷받침 하였다. 본 연구의 결과를 통해 activation tagging system이 새로운 스트레스 반응 유전자를 찾아낼 수 있는 유용한 기술임을 확인할 수 있었다.