• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제26권8호
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• pp.1144-1151
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• 2013

In this study, protein domains with cellulase activity in goat rumen microbes were investigated using metagenomic and bioinformatic analyses. After the complete genome of goat rumen microbes was obtained using a shotgun sequencing method, 217,892,109 pair reads were filtered, including only those with 70% identity, 100-bp matches, and thresholds below $E^{-10}$ using METAIDBA. These filtered contigs were assembled and annotated using blastN against the NCBI nucleotide database. As a result, a microbial community structure with 1431 species was analyzed, among which Prevotella ruminicola 23 bacteria and Butyrivibrio proteoclasticus B316 were the dominant groups. In parallel, 201 sequences related with cellulase activities (EC.3.2.1.4) were obtained through blast searches using the enzyme.dat file provided by the NCBI database. After translating the nucleotide sequence into a protein sequence using Interproscan, 28 protein domains with cellulase activity were identified using the HMMER package with threshold E values below $10^{-5}$. Cellulase activity protein domain profiling showed that the major protein domains such as lipase GDSL, cellulase, and Glyco hydro 10 were present in bacterial species with strong cellulase activities. Furthermore, correlation plots clearly displayed the strong positive correlation between some protein domain groups, which was indicative of microbial adaption in the goat rumen based on feeding habits. This is the first metagenomic analysis of cellulase activity protein domains using bioinformatics from the goat rumen.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권1호
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• pp.130-138
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• 2016

The use of antibiotics in aquaculture raises environmental and food safety concerns because chronic exposure of an aquatic ecosystem to antibiotics can result in the spread of antibiotic resistance, bioaccumulation of antibiotics in the organisms, and transfer of antibiotics to humans. In an attempt to overcome these problems, high-concentration red clay was applied as an alternative antibiotic against the following common fish pathogens: Aeromonas salmonicida, Vibrio alginolyticus, and Streptococcus equinus. The growth of A. salmonicida and V. alginolyticus was retarded by red clay, whereas that of S. equinus was promoted. Phase contrast and scanning electron microscopy analyses confirmed the attachment of red clay on cell surfaces, resulting in rapid gravitational removal and cell surface damage in both A. salmonicida and V. alginolyticus, but not in S. equinus. Different cell wall properties of grampositive species may explain the unharmed cell surface of S. equinus. Significant levels of oxidative stress were generated in only the former two species, whereas significant changes in membrane permeability were found only in S. equinus, probably because of its physiological adaptation. The bacterial communities in water samples from Oncorhynchus mykiss aquacultures supplemented with red clay showed similar structure and diversity as those from oxytetracycline-treated water. Taken together, the antibiotic effects of high concentrations of red clay in aquaculture can be attributed to gravitational removal, cell surface damage, and oxidative stress production, and suggest that red clay may be used as an alternative for antibiotics in aquaculture.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제26권6호
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• pp.307-312
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• 2003

본 연구는 2000년 7월에 전남 장흥군에서 채집한 불가사리의 장내에 존재하는 종속영양세균의 다양성에 대해서 알아보았다. 불가사리 장내에 존재하는 균체수를 측정하였으며, 순수 분리된 균주를 대상으로 16S rDNA 증폭기법을 이용하여 세균의 다양성을 조사하였다. 불가사리 장내에 분포하는 종속영양세균의 균체수는 8.65${\pm}$0.65${\times}10^3\;dfu\;g^{-1}$이었다. 29 균주의 세균이 순수 분리되었으며, 그 중 그람양성 세균은 분리된 균주의 59% (17균주)를 차지하였다. 불가사리 장내에서 분리된 균주는 Bacillus속, Microbacterium 속, 그리고 Marinobacter 속 등이 우점이었으며, 이외에도 Staphylococcus 속, Psychrobacter 속, Paracoccus 속, Erythrobacter 속, Zoogloea 속, Kocuria 속과 Arthrobacter 속 등이 포함되었다. 분리된 균주 가운데 Bacillus 속에 속하는 8균주 중 3균주는 type strain과 97% 이상의 유사도를 보인 반면, 5 균주는 유사도가 90%로 비교적 낮은 유사도를 보여 현재까지 알려지지 않은 신종일 가능성이 높다고 하겠다.

• 생명과학회지
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• 제16권1호
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• pp.148-155
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• 2006

창원시 주요하천의 미생물군집의 다양성을 quinone profile 방법을 이용하여 분석하였다. 그리고 온도, pH, 용존산소(DO), 용존탄소(DOC)와 화학적 산소 요구량(BOD)등 물리화학적 성상도 조사하였다. Ubiquinone UQ-8, UQ-9, UQ-10은 모든 조사 하천에서 관찰되었다. UQ-8은 가을의 남천하류, 토월천, 가음정천을 제외한 모든 하천에서 주요 퀴논 분자종이었으며, 겨울철에는 하남천, 토월천, 가음정천과 남산천을 제외한 하천에서 역시 주요 퀴논 분자종임이 확인되었다. DOC가 높을수록 가을철에는 plastoquinone(PQ-9)의 농도가 높았으며, 겨울에는 total quinone의 농도가 높았다. 상관분석 결과 BOD도 하천의 PQ농도를 좌우하는 주요 요인으로 확인되었다.

• 한국버섯학회지
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• 제19권3호
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• pp.115-125
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• 2021

버섯의 섭취는 버섯의 유용 성분에 의해 면역체계 및 장내미생물균총의 변화를 유발한다. 그중 많이 알려진 β-glucan 구조 기반 물질들은 염증매개물질의 분비는 억제하고 대식세포의 활성은 유발하여 면역력의 증진을 도와인체의 면역기능을 증진시킨다. 직접적인 유용 성분 이외의 다른 물질은 장내 미생물균총에 의해 단쇄지방산으로 변화되며, 변화된 단쇄지방산은 면역 및 다양한 질병의 완화를 유발하게 된다. 버섯이 포함하고 있는 성분은 β-glucan 외에도 장내미생물균총을 변화하게 유도하는 prebiotic로써의 역할을 수행하게 된다. 변화된 장내미생물균총은 외부로부터 들어오는 다양한 감염성 균의 감염을 막으며, 면역체계의 균형 유지를 도우며, 질병을 예방하게 된다. 국내 섭취 빈도가 높은 새송이, 표고, 느타리, 팽이, 목이, 양송이 버섯의 유용 성분의 탐색, 장내미생물균총의 변화 및 섭취 시 인체의 단쇄지방산 변화 연구는 추후 버섯의 유용 성분, 장내미생물 및 질병과의 인과관계를 풀어내는데 기여할 것으로 여겨진다.

• 한국물환경학회지
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• 제36권6호
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• pp.581-591
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• 2020

In this study, two types of reactors were operated to examine the properties of methanol uptake under the high-rate denitrification process. In a sequencing batch reactor, the denitrifying activity was enriched up to 0.80 g-N/g-VSS-day for 72 days. Then, the enriched denitrifying sludge was transferred to a completely stirred tank reactor (CSTR). At the final phase on Day 46-50, the nitrogen removal efficiency was around 100% and the total nitrogen removal rate reached 0.097±0.003 kg-N/㎥-day. During the continuous process, the sludge settling index (SVI30) was stabilized as 118.3 mL/g with the biomass concentration of 1,607 mg/L. The continuous denitrifying process was accelerated by using a sequencing batch reactor (SBR) with a total nitrogen removal rate of 0.403±0.029 kg-N/㎥-day with a high biomass concentration of 8,433 mg-VSS/L. Because the reactor was open to ambient air with the dissolved oxygen range of 0.2-0.5 mg-O2/L, an increased organic carbon requirement of 5.58±0.70 COD/NO3--N was shown for the SBR in comparison to the value of 4.13±0.94 for the test of the same biomass in a completely anaerobic batch reactor. The molecular analysis based on the 16S rRNA gene showed that Methyloversatilis discipulorum and Hyphomicrobium zavarzinii were the responsible denitrifiers with the sole organic carbon source of methanol.

• 한국환경과학회지
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• 제31권12호
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• pp.1051-1059
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• 2022

This study investigated microbial communities and their diversity in a full-scale mesophilic anaerobic digester treating sewage sludge. Influent sewage sludge and anaerobic digester samples collected from a wastewater treatment plant in Busan were analyzed using high-throughput sequencing. It was found that the microbial community structure and diversity in the anaerobic digester could be affected by inoculation effect with influent sewage sludge. Nevertheless, distinct microbial communities were identified as the dominant microbial communities in the anaerobic digester. Twelve genera were identified as abundant bacterial communities, which included several groups of syntrophic bacteria communities, such as Candidatus Cloacimonas, Cloacimonadaceae W5, Smithella, which are (potential) syntrophic-propionate-oxidizing bacteria and Mesotoga and Thermovigra, which are (potential) syntrophic-acetate-oxidizing bacteria. Lentimicrobium, the most abundant genus in the anaerobic digester, may contribute to the decomposition of carbohydrates and the production of volatile fatty acids during the anaerobic digestion of sewage sludge. Of the methanogens identified, Methanollinea, Candidatus Methanofastidiosum, Methanospirillum, and Methanoculleus were the dominant hydrogenotrophic methanogens, and Methanosaeta was the dominant aceticlastic methanogens. The findings may be used as a reference for developing microbial indicators to evaluate the process stability and process efficiency of the anaerobic digestion of sewage sludge.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제28권3호
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• pp.129-134
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• 2005

금강호에서 이화학적 수질과 미생물학적 수질을 월별로 측정하고, 조시기간 중 분리된 60균주에 대하여 16S rDNA를 증폭하고 부분석인 염기 서열 분석을 통하여 계통분류학적 분석을 하였다. 측정 결과 조사기간 중 수온은 $2\sim30.8^{\circ}C$, pH $3.9\sim9.14$, DO는 $5.04\sim14.95\;mg\;l^{-1}$의 범주에서 변화하였다. BOD와 무기영양염류($NH_4$-N, $NO_2$-N, $NO_3$-N, $PO_4$-P)의 농도는 금강 중류지역에 비해 비교적 낮은 값을 나타냈다. 종속영양세균과 총대장균군의 균체수 변화는 각각 $4.1{\pm}1.0{\times}10^2\sim6.7{\pm}1.1\times10^3\;cfu\;ml^{-1}$와 $0{\sim}2.3{\pm}0.6{\times}10^2\;cfu\;ml^{-1}$의 범주에서 변화하였다. 생리적 특성균으로 단백질 분해 세균, 전분 분해 세균, 지방분해 세균 및 셀룰로스 분해 세균의 분포를 측정하였다. 조사기간 중 셀룰로스 분해 세균이 다른 생리적 특성균에 비해 비교적 높은 값을 나타냈다. 분리된 60 균주는 16S rDNA 분석 결과 우점속은 Pseudomonas 속 20 균주로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제33권3호
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• pp.215-221
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• 2005

Hexane을 유일 탄소원으로 첨가한 무기염 배지에서 hexane 생분해 속도와 비성장속도를 구하였고, $^{14}C-hexane$을 이용하여 무기화(mineralization) 정도를 측정하였다. 또한, 16S rDNA PCR-DGGE 분석기법을 활용하여 consortium의 미생물 군집 특성을 조사하였다. Consortium CH의 최대 비성장속도 (${\mu}_{max}$)값은 $0.2\;h^{-1}$이고, 최대 hexane 분해속도 ($V_{max}$)와 포화상수 ($K_{s}$)는 각각 460 ${\mu}mol{\cdot}g-DCW^{-1}{\cdot}h^{-1}$ 및 25.87mM 이었다. Consortium CH는 $^{14}C-hexane$의 약 $49.1\%$를 무기화하였고, $43.6{\%}$의 $^{14}C-hexane$는 biomass를 증가시키는데 사용하였다. DGGE band로부터 얻은 clone들은 유류, biphenyl, PCE 및 폐가스 등과 같은 오염물질 분해능을 가진 세균들과 유사성이 가장 높았다. 본 연구에서 얻은 hexane 생분해용 consortium은 향후 hexane 제거용 생물학적 시스템을 개발하는데 유용하게 활용될 수 있다.

• 미생물학회지
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• 제45권2호
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• pp.140-147
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• 2009

경기도 김포 지역과 인천 서구 지역공단 주변에 위치한 소하천의 저니(sediment)에서 난분해성 염소화합물인 PCE (tetrachloroethylene)의 혐기성 탈염소화 능력이 있는 군집을 선별하고, 탈염소화에 관여하는 미생물을 탐색하였다. 혐기성 탈염소화 능력을 조사하기 위해 전자공여체로 lactate를 사용하여 혐기성 회분식 실험을 실시하였으며, 탈염소화 능력을 가진 군집을 선별하였다. 선발된 미생물군집은 분자생물학적 기법인 16S rRNA gene의 Polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) 기법과 탈염소화 미생물을 선택적으로 탐색할 수 있는 species-specific primer를 이용하여 분석하였다. 총 16개의 시료 중에서 접종 8주 만에 3개의 시료에서 ethene까지 탈염소화시켰으며, 4개의 시료에서 cis-1,2-dichloroethene (cis-DCE)까지 탈염소화시켰다. 또한, 16S rRNA gene을 이용한 PCR-DGGE와 탈염소화 species-specific primer를 이용하여 분석한 결과, PCE 탈염소화 시료 내에는 Dehalococcoides sp.와 Geobacter sp.가 주로 존재하였으며, Dehalobacter sp.도 일부 시료에서 검출되었다.