쿼럼센싱은 세포 간의 의사소통 방법이며 박테리아의 병원성과 관련된 유전자들의 조절메커니즘이다. 박테리아는 다양한 생리학적 과정들을 제어하기 위해 이 쿼럼센싱 시스템을 활용한다. 본 연구에서 석류(Punica granatum L.) 껍질 추출물이 바이오 리포터 균주인 Chromobacterium violaceum 과 C. violaceum CV026에서 쿼럼센싱 억제능을 갖는 것으로 1차 선별되어 식중독균인 Y. enterocolitica에서 편모에 의한 운동능과 바이오필름형성 억제능에 대한 석류껍질 추출물의 효과에 대한 다음 실험을 수행하였다. 추가로 N-acylhomoserine lactones (AHLs)의 합성(yenI and yenR)과 편모 레귤론(fliA, fleB and flhDC) 에 관련된 특정유전자의 발현변화를 역전사 중합효소연쇄반응법으로 평가하였다. 결과는 석류껍질 추출물이 C. violaceum CV026에서 쿼럼센싱으로 제어되는 바이오레신 생산을 78.5%까지 억제하였으며, Y. enterocolitica에서는 세포의 성장에 영향을 주지 않고 바이오필름 형성과 편모 운동성을 현저히 감소시키는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 억제 효과는 AHLs의 합성과 운동성에 관여하는 유전자 발현을 down-regulation 하는 결과와도 일치하였다. 본 연구의 결과는 석류껍질 추출물의 임상 적용을 위하여 생체 내 특성에 대한 추가적인 연구가 필요하다는 것뿐 아니라 석류껍질 추출물이 사람의 위장관염을 방지하기 위한 잠재적인 치료제가 될 수 있다는 것을 보여준다.
The bacterial compositions between the dental unit water system and human saliva were characterized and compared by direct sequence analysis of 16S rDNA clone libraries. Based on the species richness estimation, bacterial diversity in the dental unit water system (DUW) was more diverse than that of the human saliva (HS). The Chaol estimates of species richness in HS and DUW samples were 12.0 and 72.4, respectively. The total numbers of OTUs observed in the combined libraries accounted for 83% (HS) and 59% (DUW) of the Chaol diversity estimate as defined at the 80% similarity threshold. Based on the sequence analysis, the phylum Proteobacteria was the major group in both clone libraries at phylum level. DUW clone library contained 80.0% Proteobacteria, 8.0% Bacteroides, 4.0% Nitrospira, 4.0% Firmicutes, 2.0% Planctomycetes and 2.0% Acidobacteria. On the other hand, human saliva (HS) clone library contained 55.5% Proteobacteria, 36.1% Firmicutes and 8.4% Bacteroides. The majority of bacteria identified belonged to phylum Proteobacteria in both samples. In dental unit water system (DUW), Alphaproteobacteria was detected as the major group. There was no evidence of the bacterial contamination due to a dental treatment. Most sequences were related to microorganisms derived from biofilm in oligotrophic environments.
Kanojiya, Poonam;Banerji, Rajashri;Saroj, Sunil D.
한국미생물·생명공학회지
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제50권1호
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pp.1-14
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2022
Bacteria communicate with each other through an intricate communication mechanism known as quorum sensing (QS). QS regulates different behavioral aspects in bacteria, such as biofilm formation, sporulation, virulence gene expression, antibiotic production, and bioluminescence. Several different chemical signals and signal detection systems play vital roles in promoting highly efficient intra- and interspecies communication. Gram-negative bacteria coordinate gene regulation through the production of acyl homoserine lactones (AHLs). Gram-positive bacteria do not code for AHL production, while some gram-negative bacteria have an incomplete AHL-QS system. Despite this fact, these microbes can detect AHLs owing to the presence of LuxR solo receptors. Various studies have reported the role of AHLs in interspecies signaling. Moreover, as bacteria live in a polymicrobial community, the production of extracellular compounds to compete for resources is imperative. Thus, AHL-mediated signaling and inhibition are considered to affect virulence in bacteria. In the current review, we focus on the synthesis and regulation mechanisms of AHLs and highlight their role in interspecies bacterial signaling. Exploring interspecies bacterial signaling will further help us understand host-pathogen interactions, thereby contributing to the development of therapeutic strategies intended to target chronic polymicrobial infections.
돼지 도축폐수를 처리하는 Rotating Activated Bacillus Contactors (RABC) 공정의 세균군집 특성을 파악하기 위하여 그람양성세균수와 총세균수를 계수하여 기존 고도폐수처리공정인 A2O (Anaerobic-Anoxic-Oxic) 공정과 비교하였다. RABC 공정의 생물막 세균군집구조는 비배양기법인 16S rDNA 염기서열결정법을 이용하여 분석하였다. RABC 공정의 총세균수에 대한 그람양성세균수 비율은 생물막(32%)에 비해 최종포기조(1282%) 및 반송슬러지(958%)에서 현저히 증가한 반면, A2O 공정의 그람양성세균수 비율은 호기조(40%)와 반송슬러지(49%) 모두에서 상대적으로 훨씬 낮았다. 총 9개 문에 해당하는 92개의 클론이 검출되었으며, 이 가운데 최우점 집단은 Proteobacteria (64.1%)와 Actinobacteria (18.4)%로서 이들 2개 문이 전체의 82.5%를 차지하였다. 3번째로 많이 검출된 것은 내생포자형성세균집단이 속하는 Firmicutes (5.4%) 문이었다. 소량 검출된 나머지 6개 문은 Bacteroidetes (3.3%), Chlorobi (2.2%), Nitrospirae (1.1%), Chlorofleix (1.1%), Acidobacteria (1.1%), Fusobacteria (1.1%)의 순이었다. Proteobacteria 문 중에서는 Betaproteobacteria 강 34.8%, Alphaproteobacteria 강 26.1%로서 대부분을 차지하였고, Gammaproteobacteria 강은 3.2%이었다. 내생포자형성세균집단의 비율은 모두 19.4%로서, Firmicutes 문 5.4%와 Actinobacteria 문의 Intrasporangiaceae과 14.0%이었다. 질화세균 및 탈질세균과 관련된 클론 비율 6.5%, 인축적세균과 관련된 클론 비율 5.4%를 기록함으로써 무기영양소 및 악취 제거능력을 가진 세균집단이 RABC 생물막에 많이 서식하고 있음이 확인되었다.
화학적으로 합성된 물질들이 주로 구강 위생 제품에 사용된다. 그러나 이러한 화학 물질을 장기간 사용 시, 내성 발생이나 알레르기, 치아변색과 같은 부작용이 발생할 수 있다. 이런 문제를 해결하기 위해 식물로부터 유래된 항균 물질의 사용과 이러한 항균 물질들의 탐색을 위한 노력이 계속 진행되고 있다. 본 연구를 통해 Streptococcus mutans의 성장과 생물막 형성을 저해하는 해외 자생식물을 탐색하고자 하였다. 본 실험에는 총 300종의 해외 자생식물 추출물이 사용되었으며, 그 중 Chesneya nubigena (D. Don) Ali 추출물이 S. mutans에 대한 비교적 높은 항균활성을 나타내는 것으로 확인되었다(clear zone, 9 mm; MBC, 1.5 mg/ml). 또한, 19종의 식물추출물이 농도에 비례적으로 S. mutans의 생물막 형성량을 최소 6배 이상 감소시키는 것을 확인하였다. 특히, C. nubigena (D. Don) Ali 추출물은 1.25 mg/ml의 낮은 농도에서부터 효과적으로 생물막 형성을 억제하는 것으로 관찰하였다. 본 연구를 통하여 C. nubigena (D. Don) Ali 추출물이 S. mutans의 생육 성장과 생물막 형성 저해 효과를 나타내었으며, 이를 통해 본 식물추출물이 충치 예방과 치료에 효과가 있는 항균 대체재 개발의 후보 소재로써 평가된다.
This research was performed to investigate the dynamics of microbial community by RBC (Rotating Biological Contactor) using Rhodococcus sp. EL-GT and activated sludge. Cell counts revealed by DAPI were compared with culturable bacterial counts from nutrient agar. Colony counts on nutrient agar gave values 20~25% and 1~15% of cell counts (DAPI). The cell counts for the dynamics of bacterial community were determined by combination of in situ hybridization with fluorescently-labelled oligonyucleotide probes and epifluorescence microscopy. Around 90~80% of total cells visualized DAPI were also detected by the bacteria probe EUB 338. For both reactors proteobacteria belonging to the gamma subclass were dominant in the first stage (1 and 2 stage) and proteobacteria belonging to the gamma subclass were dominant in the last stage (3 and 4 stage).
Spatial and temporal distribution of Bacillus licheniformis N1 was investigated over time on the leaves, petioles and crowns of the strawberry plants. Bacterial population on the strawberry plants was quantified over time by selective plating. Bacterial population of N1 containing a plasmid pWH43G carrying green fluorescent protein (GFP) declined relatively faster on the plant surface as compared to the Strain N1 itself. However, this result was found to be enough to utilize the strain to visualize bacterial colonization on the plant surface. When B. licheniformis N1 was treated together with Silwet L-77 at 0.03%, the bacterial population on plant surface persisted for up to 7 days. B. licheniformis N1 (pWH43G) containing Silwet L-77 was applied on the strawberry plants and the GFP expressing bacteria were visualized by confocal laser scanning microscopy. Bacterial persistence was also investigated in a growth chamber and in a plastic house after N1 bioformulation treatment on the strawberry plant. The Strain N1 colonized three different tissues well and persisted over 3 to 5 days on the strawberry plants. They formed bacterial aggregates on plant surfaces for at least 3 days, resulting in a biofilm to resist fluctuating plant surface environment. However, the bacterial persistence dramatically declined after 7 days in all tested tissues in a plastic house. This study suggest that B. licheniformis N1 colonizes the strawberry plant surface and persists for a long time in a controlled growth chamber, while it can not persist over 7 days on the plant surface in a plastic house.
PURPOSE. The aim of this in vitro study was to investigate the adhesion of initial colonizer, Streptococcus sanguis, on resin, titanium and zirconia under the same surface polishing condition. MATERIALS AND METHODS. Specimens were prepared from Z-250, cp-Ti and 3Y-TZP and polished with $1 {\mu}m$ diamond paste. After coating with saliva, each specimen was incubated with Streptococcus sanguis. Scanning electron microscope, crystal violet staining and measurement of fluorescence intensity resulting from resazurin reduction were performed for quantifying the bacterial adhesion. RESULTS. Surface of resin composite was significantly rougher than that of titanium and zirconia, although all tested specimens are classified as smooth. The resin specimens showed lower value of contact angle compared with titanium and zirconia specimens, and had hydrophilic surfaces. The result of scanning electron microscopy demonstrated that bound bacteria were more abundant on resin in comparison with titanium and zirconia. When total biofilm mass determined by crystal violet, absorbance value of resin was significantly higher than that of titanium or zirconia. The result of relative fluorescence intensities also demonstrated that the highest fluorescence intensity was found on the surface of resin. Absorbance value and fluorescence intensity on titanium was not significantly different from those on zirconia. CONCLUSION. Resin specimens showed the roughest surface and have a significantly higher susceptibility to adhere Streptococcus sanguis than titanium and zirconia when surfaces of each specimen were polished under same condition. There was no significant difference in bacteria adhesion between titanium and zirconia in vitro.
본 연구에서는 상향류식 연속 역세여과 연구를 통하여 양어장 순환수 처리 후 박테리아 및 바이러스 등을 효과적으로 처리하는 기술 개발과 여과사에 금속염을 코팅시켜 생물막의 형성을 도모하는 연구를 수행하였다. 여과사를 코팅한 경우 중성 pH에서 zeta potential 양(+)이 됨을 알 수 있었고 zeta potential이 양(+)에 근접할수록 column test에서 바이러스 제거효율이 증가함을 알 수 있었다. 따라서 여과사를 금속염으로 코팅을 하는 경우가 안한 경우 보다 음이온을 띤 부유물 제거에 탁월한 효능이 있음을 보여주었다. pH에 따른 여과재료의 흡착율에서 Al coating과 Al+Fe coating은 반응 시간 30분까지 효과적으로 흡착이 일어나는 것을 볼수 있었고 이 후의 반응시간에서 파과 곡선형태를 보여주었다. 회분식 형태로 운영한 여과재료를 이용한 탈착실험에서 Non, Al, Fe및 Al+Fe coating모두에서 pH 9.95에서 용출(leaching)되는 농도가 가장 높았으며 각각의 농도는 7.47, 4.80, 20.89 및 7.23 mg/L로 각각 나타났다. 이번 연구에서 Al coating의 경우 pH에 따른 영향은 거의 나타나지 않았으며, pH가 증가함에 따라 약간 감소하는 것을 알수 있었고 Fe coating에서는 pH의 영항이 없었으며, Al+Fe coating에서는 pH가 증가함에 따라 탁도도 역시 일정하게 증가하는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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