• 미생물학회지
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• 제45권4호
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• pp.430-434
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• 2009

세균 16S rRNA 유전자 염기서열은 분자계통분류, 진화역사 규명, 미생물 검출 등 다양한 목적으로 이용되어 왔다. 세균 제놈(genome)은 multiple rRNA 오페론을 갖고 있으며, 이들 유전자 염기서열은 일부 변이가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 Vibrio 속의 16S rRNA 유전자 염기서열을 이용하여 세포 내 16S rRNA의 이질성을 규명하였다. 분석은 GenBank 자료 중에서 제놈 염기서열 annotation이 완료된 V. cholerae, V. harveyi, V. parahaemolyticus, V. splendidus, V. vulnificus를 이용하여 실시하였다. Vibrio 속은 1번 염색체에 7~10개의 16S rRNA 유전자 copy를 갖고 있으며, 이들의 세포 내 유전자 변이는 0.9% 이하 상이성(99.1%이상 DNA 상동성)을 보였다. 2번 염색체에서는 16S rRNA 유전자가 1개 이하로 존재하였다. 유전체내 16S rRNA 유전형은 최소 5개(V. vulnificus #CMCP6)에서 최대 8개(V. parahaemolyticus #RIMD 2210633, V. harveyi #ATCC BAA-1116)로 조사되었다. 본 결과는 Vibrio 속의 16S rRNA 유전자 염기서열이 높은 이질성을 갖는 것을 제시해 준다.

• 미생물학회지
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• 제48권4호
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• pp.319-324
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• 2012

본 연구는 남조세균 흔들말목(Cyanobacteria, Oscillatoriales)의 16S ribosomal RNA (rRNA) 및 RNA polymerase beta subunit(rpoB) 유전자를 대상으로 염기서열 변이 및 분자계통학적 특성을 분석한 것이다. 흔들말목 rpoB 유전자는 16S rRNA보다 유전자 변이(유전거리: rpoB=0.270, 16S=0.109)가 큰 것으로 조사되었으며, 통계적으로 유의한 차이를 보였다(Student t-test, p<0.001). 흔들말목 16S rRNA와 rpoB의 계통분석에서 유사한 계통 분지형태를 보였으며, rpoB 유전자가 높은 해상도를 갖고 있어 흔들말목 분류군을 더 명확하게 구분하였다. 또한, parsimony 분석을 통해 rpoB 유전자가 16S rRNA 보다 2.40배 빠르게 진화하는 것으로 파악되었다. 본 연구결과는 rpoB 유전자가 흔들말목의 분자계통 및 종 분류 연구에 매우 유용하다는 것을 제시해 준다.

• 미생물학회지
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• 제46권3호
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• pp.296-302
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• 2010

남조세균 Microcystis (Cyanobacteria, Chroococcales)는 담수 녹조원인 생물의 하나로써 일부 종은 microcystin이라는 간 독소를 분비한다. 따라서 담수 수질관리 및 보건위생 측면에서 이들에 대한 관리가 필요하다. 본 연구는 Microcystis 분자 검출을 위한 신규 마커로 RNA polymerase beta subunit (rpoB) 유전자 염기서열을 분석하여 이들의 분자적 특성을 규명하였다. Microcystis rpoB 유전자는 16S rRNA보다 염기 유사도와 유전거리에서 큰 변이가 있는 것으로 조사되었으며, 통계적으로 유의한 차이를 보였다(Student t-test, p<0.05). Parsimony 분석을 통해 rpoB 유전자가 16S rRNA 유전자보다 2배 이상 빠르게 진화하는 것으로 파악되었다. 또한 rpoB 유전자 phylogeny 분석에서 16S rRNA tree 보다 M. aeruginosa 균주를 명확하게 구분해 주었다. Microcystis가 속하는 Chroococcales 목은 염색체 안에 2개 정도의 rRNA 오페론이 있고 rpoB 유전자는 1개 있는 것으로 조사되었다. 본 연구결과는 rpoB 유전자가 Microcystis의 분자계통분류 및 분자검출 마커로 유용하다는 것을 제시해 준다.

• 생명과학회지
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• 제13권6호
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• pp.856-864
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• 2003

원핵생물 (Procaryote)의 분류에 16S rRNA유전자가 많이 이용되어 있으나 제한된 해상력과 유전자의 수에 차이가 있는 등의 문제가 있어 이를 보완할 수 있는 새로운 생체분자를 찾고 그 분류 결과를 16S rRNA의 결과와 비교하였다. COG (Clusters of Orthologous of protein) 방법을 이용하여 43종의 미생물중에서 진핵생물을 제외한 42종의 원핵생물 (procaryote)에서만 발견되는 3종류의 COG인 Transcription elongation factor인 COG0195과 bacterial DNA primase인 COG0358 그리고 uridylate kinase인 COG0528를 구하였다. 이중 유사도와 유전자 수를 바탕으로 새로운 분류의 키로 uridylate kinase를 설정하여 분석한 결과, 같은 속 (genus)에 속하는 세균들은 아주 높은bootstrap value를 갖고 분류도에서 같은 위치에 분포하고 고세균 (Archaebacteria) 내부의 응집성이 높은 등의 유사성을 보였다. 한편 alpha와 epsilon 그룹의 Proteobacteria가 분류도에서 다르게 위치하고 진정세균 (Eubacteria)의 Spi-rochaetales에 속하는 Treponema pallidum (Tpa)와 Borrelia burgdorferi (Bbu)가 고세균과 유연관계가 높게 나타나는 등 차이점도 보였다. Uridylate kinase를 이용한 분류는, 아주 높은 보존성에 의해서 생기는 16S rRNA 유전자를 이용한 문제점을 보완하여 원핵생물의 정확한 분류에 기여할 수 있을 것으로 사료되었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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• pp.810-814
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• 2003

원핵생물 (procaryote)의 분류에 16S rRNA 유전자가 많이 이용되어 있으나 제한된 해상력과 유전자의 수에 차이가 있는 등의 문제가 있어 이를 보완할 수 있는 새로운 생체분자를 찾고 그 분류 결과는 16S rRNA의 결과와 비교하였다. COG(clusters of orthologous of protein) 알고리즘으로 42종의 원핵생물 (procaryote)에서만 발견되는 transcription elongation factor (COG0195), bacterial DNA primase (COG0358) 그리고 uridylate kinase (COG0528)를 구하였다. 이중 유사도와 유전자수를 바탕으로 새로운 분류의 키로 uridylate kinase를 설정하여 분석한 결과 16S rRNA 유전자 결과와 유사점과 차이점을 보여, uridylate kinase를 이용한 분류가 16S rRNA 유전자를 이용한 분류의 문제점을 보완하여 원핵생물의 정확한 분류에 기여할 수 있을 것으로 사료되었다.

• 생명과학회지
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• 제22권2호
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• pp.167-176
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• 2012

발효가 진행중인 멸치액젓에서 단백질분해효소를 생산하는 3종의 호염성 세균을 분리하였다. 분리된 FAM 10, FAM 114, 그리고 FAM 115는 각각 소금농도가 2~4%, 10%, 6%에서 최적 세포성장이 관찰되었으며, 18~22% 소 금농도까지 생육이 가능했다. 단백질분해효소 생산을 위한 최적 소금농도는 FAM 10은 6%, FAM 114와 FAM 115는 10%로 나타났다. FAM 10의 단백질분해효소 활성은 10%까지 첨가하면 서서히 저하되며, 14% 소금농도에서는 효소활성이 없는 반면, FAM 114와 FAM 115의 경우, 14%까지 효소활성을 나타냈으며 18%에서는 활성을 관찰할 수 없었다. 이러한 결과로부터 분리된 3종의 미생물이 중간 정도의 호염성 세균임을 증명하였다. 16S rRNA 유전자와 16S-23S 유전자 사이 공간(IGS) 서열, 생화학적 실험, 그람염색을 이용하여 비교 분석한 결과, FAM 10, FAM 114, 그리고 FAM 115는 각각 Salinivibrio sp., Halobacillus sp., 그리고 Halobacillus sp.임을 동정하였다. Salinivibrio sp. FAM 10에는 191번째 서열부터 약간 다른 2가지 종류의 16S rDNA와 16S-23S IGS내에 tRNA 유전자가 없는 형태, 이소루이신/알라닌, 글루탐산/라이신/발린을 운반하는 tRNA 유전자들을 함유하는 4가지 종류의 다른 16S-23S IGS가 존재하였다. Hablobacillus sp. FAM 114와 FAM 115는 완전히 동일한 16S rRNA 유전자 서열을 가지고 있었으며, 여러 Halobacillus sp.와 99% 서열동일성을 보여주었다. IGS의 경우, tRNA 유전자가 없는 IGS와 이소루이신/알라닌을 운반하는 tRNA 유전자들을 함유하는 3가지 16S-23S IGS가 존재하였으며, Halobacillus aidingensis와 Halobacillus sp. JM-Hb의 IGS와 99% 서열동일성을 보여주었다.

• 미생물학회지
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• 제47권3호
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• pp.268-274
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• 2011

남조세균 Anabaena (Cyanobacteria, Nostocales)는 담수 생태계에서 녹조 현상을 유발하거나 일부 종은 간독소(hepatotoxin)를 갖고 있어 수질관리 차원에서 주목 받아 왔다. 본 연구는 Anabaena RNA polymerase beta subunit (rpoB) 유전자 염기서열을 규명하였으며, 분류학적 분자 마커로 사용하기 위하여 이들 염기서열의 특성을 평가하였다. Anabaena rpoB 유전자는 16S rRNA 유전자와 비교하여 염기 유사도가 낮으며 유전자 변이가 큰 것으로 분석되었으며, 통계적으로 유의한 차이를 보였다(Student t-test, p<0.01). Parsimony 분석을 통해 rpoB 유전자가 4.8배의 속도로 빠르게 진화하는 것으로 파악되었다. 또한 rpoB 유전자 phylogeny 분석에서 16S rRNA tree보다 높은 해상도로 Anabaena 균주를 명확하게 구분해 주었다. 본 연구 결과는 Anabaena의 종 식별, 분자계통 분류, 분자적 검출을 위해 rpoB 유전자가 매우 효과적이라는 것을 제시해 준다.

• 생태와환경
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• 제55권4호
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• pp.352-359
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• 2022

국내 서식하는 수서 생물(식물플랑크톤, 동물플랑크톤, 저서대형무척추동물, 어류)에 대한 eDNA 연구에 주요 이용되는 유전자인 12S rRNA와 16S rRNA, 18S rRNA, COI, CYTB를 대상으로 속(Genus) 수준의 등록 현황을 조사하였다. 그 결과 식물플랑크톤과 동물플랑크톤은 18S rRNA에서 가장 높은 등록 속 비율을 보였으며, 저서무척추동물은 COI에서 가장 높은 등록 속 비율을 확인하였다. 어류에서는 18S rRNA를 제외한 모든 유전자에서 90%에 가까운 높은 비율을 보였다. 분류군에 따른 우점 생물의 상위 20속에 대한 유전자 등록 현황은 식물플랑크톤은 18S rRNA에서 19속이, 저서무척추동물은 COI에서 18개 속이 등록되어 있었다. 어류에서는 12S rRNA, 16S rRNA, CYTB에서 상위 20의 모든 유전자 염기서열이 존재함을 확인하였다. 본 자료 분석을 통하여 각 분류군별 eDNA 연구에 적합한 유전자 데이터베이스의 양적인 정보를 파악하였다.

• 미생물학회지
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• 제43권3호
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• pp.232-235
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• 2007

해양 및 토양에서의 암모니아 산화는 세균에 비해 Crenarchaeota 그룹의 archaea에 의해 우세하게 일어나고 있음이 알려졌다. 서해 갯벌에서, 배양에 의존하지 알고, 특정 암모니아 산화유전자(amoA)를 가진 archaea을 동정하고자 디지털 PCR법을 응용한 nested PCR법을 개발하였다. amoA와 16S rRNA유전자가 동시에 증폭된 샘플의 분석결과, 16S rRNA유전자에 비해 amoA 유전자의 다양성 이 높았으며, I.1a 그룹의 crenarchaea가 I.1b 그룹의 crenarchaea보다 갯벌지역에서 암모니아 산화에 우점적으로 기여하고 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서 시도된, 디지털 PCR과 multiplex-nested PCR을 접목한 접근법을 이용하면 특정 기능유전자를 가진 미생물을 환경에서 검증하는데 응용할 수 있을 것이다.

• 한국어류학회지
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• 제18권2호
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• pp.78-86
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• 2006

한국산 쉬리, Coreuleuciscus splendidus의 종내 집단간 유전자 다양성을 알기 위해 6개 주요강(북한강, 남한강, 금강, 오십천, 낙동강, 섬진강)으로부터 채집된 개체를 대상으로 16S rRNA 유전자와 미트콘드리아 cytochrome b 유전자에 근거하여 비교 분석하였다. 미트콘드리아 cytochrome b 유전자의 657 bp 길이의 염기서열 분석결과, 6개 집단간에 차이는 98.2~99.9%로 나타났으며 지리적으로 격리된 집단간에 높은 유전적 다양성을 보였다. 16S rRNA 유전자는 697 bp의 염기서열을 얻었으며, 종내 변이는 큰 차이가 없이 거의 동일하였다. 16S rRNA 유전자의 6개 집단간에는 97.7%에서 99.7%의 높은 유사성을 보였다.