A metagenomic fosmid library was constructed from genomic DNA isolated from the microbial community residing in hindguts of a wood-feeding higher termite (Microcerotermes sp.) collected in Thailand. The library was screened for clones expressing lignocellulolytic activities. Fourteen independent active clones (2 cellulases and 12 xylanases) were obtained by functional screening at pH 10.0. Analysis of shotgun-cloning and pyrosequencing data revealed six ORFs, which shared less than 59% identity and 73% similarity of their amino acid sequences with known cellulases and xylanases. Conserved domain analysis of these ORFs revealed a cellulase belonging to the glycoside hydrolase family 5, whereas the other five xylanases showed significant identity to diverse families including families 8, 10, and 11. Interestingly, one fosmid clone was isolated carrying three contiguous xylanase genes that may comprise a xylanosome operon. The enzymes with the highest activities at alkaline pH from the initial activity screening were characterized biochemically. These enzymes showed a broad range of enzyme activities from pH 5.0 to 10.0, with pH optimal of 8.0 retaining more than 70% of their respective activities at pH 9.0. The optimal temperatures of these enzymes ranged from $50^{\circ}C$ to $55^{\circ}C$. This study provides evidence for the diversity and function of lignocellulose-degrading enzymes in the termite gut microbial community, which could be of potential use for industrial processes such as pulp biobleaching and denim biostoning.
Objective: To determine the effect of gut pH and rumen microbial fermentation on glycerol encapsulated in alginate and alginate-chitosan polymers. Methods: Glycerol was encapsulated at 2.5%, 5%, 7.5%, or 10% (w/w) with sodium alginate (A) and alginate-chitosan (AC) polymers. Surface morphology and chemical modifications of the beads were evaluated using scanning electron microscopy and Fourier transform infrared (FTIR) spectra. Encapsulation efficiency was determined at the 5% glycerol inclusion level in two experiments. In experiment 1, 0.5 g of alginate-glycerol (AG) and alginate-chitosan glycerol (ACG) beads were incubated for 2 h at $39^{\circ}C$ in pH 2 buffer followed by 24 h in pH 8 buffer to simulate gastric and intestinal conditions, respectively. In experiment 2, 0.5 g of AG and ACG beads were incubated in pH 6 buffer at $39^{\circ}C$ for 8 h to simulate rumen conditions. All incubations were replicated four times. Free glycerol content was determined using a spectrophotometer and used to assess loading capacity and encapsulation efficiency. An in vitro experiment with mixed cultures of rumen microbes was conducted to determine effect of encapsulation on microbial fermentation. Data were analyzed according to a complete block design using the MIXED procedure of SAS (SAS Institute, Cary, NC, USA). Results: For AG and ACG, loading capacity and efficiency were 64.7%, 74.7%, 70.3%, and 78.1%, respectively. Based on the FTIR spectra and scanning electron microscopy, ACG treatment demonstrated more intense and stronger ionic bonds. At pH 6, 36.1% and 29.7% of glycerol was released from AG and ACG, respectively. At pH 2 minimal glycerol was released but pH 8 resulted in 95.7% and 93.9% of glycerol released from AG and ACG, respectively. In vitro microbial data show reduced (p<0.05) fermentation of encapsulated glycerol after 24 h of incubation. Conclusion: The AC polymer provided greater protection in acidic pH with a gradual release of intact glycerol when exposed to an alkaline pH.
Da Yoon, Yu;Sang-Hyon, Oh;In Sung, Kim;Gwang Il, Kim;Jeong A, Kim;Yang Soo, Moon;Jae Cheol, Jang;Sang Suk, Lee;Jong Hyun, Jung;Jun, Park;Kwang Keun, Cho
Journal of Animal Science and Technology
/
v.64
no.6
/
pp.1184-1198
/
2022
In this study, Rubus coreanus (R. coreanus) byproducts with high polyphenol content were fermented with R. coreanus-derived lactic acid bacteria (Lactobacillus plantarum GBL 16 and 17). Then the effect of R. coreanus-derived lactic acid bacteria fermented feed (RC-LAB fermented feed) with probiotics (Bacillus subtills, Aspergillus oryzae, Yeast) as a feed additive for pigs on the composition of intestinal microbes and the regulation of intestinal immune homeostasis was investigated. Seventy-two finishing Berkshire pigs were randomly allotted to four different treatment groups and 18 replicates. RC-LAB fermented feed with probiotics increased the genera Lactobacillus, Streptococcus, Mitsuokella, Prevotella, Bacteroides spp., Roseburia spp., and Faecalibacterium prausnitzii, which are beneficial bacteria of the digestive tract of pigs. Also, RC-LAB fermented feed with probiotics decreased the genera Clostridium, Terrisporobacter, Romboutsia, Kandleria, Megasphaera and Escherichia, which are harmful bacteria. In particular, the relative abundance of the genera Lactobacillus and Streptococcus increased by an average of 8.51% and 4.68% in the treatment groups and the classes Clostridia and genera Escherichia decreased by an average of 27.05% and 2.85% in the treatment groups. In mesenteric lymph nodes (MLN) and spleens, the mRNA expression of transcription factors and cytokines in Th1 and Treg cells increased and the mRNA expression of Th2 and Th17 transcription factors and cytokines decreased, indicating a regulatory effect on intestinal immune homeostasis. RC-LAB fermented feed regulates gut immune homeostasis by influencing the composition of beneficial and detrimental microorganisms in the gut and regulating the balance of Th1/Th2 and Th17/Treg cells.
White, B.A.;Cann, I.K.O.;Kocherginskaya, S.A.;Aminov, R.I.;Thill, L.A.;Mackie, R.I.;Onodera, R.
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
/
v.12
no.1
/
pp.129-138
/
1999
If rumen bacteria can be manipulated to utilize nutrients (i.e., ammonia and plant cell wall carbohydrates) more completely and efficiently, the need for protein supplementation can be reduced or eliminated and the digestion of fiber in forage or agricultural residue-based diets could be enhanced. However, these approaches require a complete and accurate description of the rumen community, as well as methods for the rapid and accurate detection of microbial density, diversity, phylogeny, and gene expression. Molecular ecology techniques based on small subunit (SSU) rRNA sequences, nucleic acid probes and the polymerase chain reaction (PCR) can potentially provide a complete description of the microbial ecology of the rumen of ruminant animals. The development of these molecular tools will result in greater insights into community structure and activity of gut microbial ecosystems in relation to functional interactions between different bacteria, spatial and temporal relationships between different microorganisms and between microorganisms and reed panicles. Molecular approaches based on SSU rRNA serve to evaluate the presence of specific sequences in the community and provide a link between knowledge obtained from pure cultures and the microbial populations they represent in the rumen. The successful development and application of these methods promises to provide opportunities to link distribution and identity of gastrointestinal microbes in their natural environment with their genetic potential and in situ activities. The use of approaches for assessing pupulation dynamics as well as for assessing community functionality will result in an increased understanding and a complete description of the gastrointestinal communities of production animals fed under different dietary regimes, and lead to new strategies for improving animal growth.
Objective: Temperature could influence protein and amino acid deposition as well as gut microbiota profile and composition. However, the specific effects of ambient temperature on amino acids deposition and gut microbiota composition remain insufficiently understood. Methods: A total of 300 one-day-old Avian broilers were randomly divided into three groups and reared at high, medium, and low temperature (HT, MT, and LT), respectively. Breast muscle and fecal samples were collected for amino acid composition analysis and 16S rRNA gene sequence analysis. Results: Our data showed that compared to the MT group, there was a decrease of muscle leucine and tyrosine (p<0.05), as well as an increase of methionine in the HT group (p<0.05) and a decrease of serine in the LT group. Examination of microbiota shift revealed that at genus level, the relative abundance of Turicibacter and Parabacteroides was increased in the HT group (p<0.05) and that the relative abundances of Pandoraea, Achromobacter, Prevotella, Brevundimonas, and Stenotrophomonas in the LT group were higher than those in the MT group (p<0.05). In addition, there were substantial correlations between microbes and amino acids. In the HT group. Turicibacter was negatively correlated with aspartic acid and tyrosine, whereas Parabacteroides was positively correlated with methionine (p<0.05). In the LT group, there were multiple positive correlations between Achromobacter and arginine, isoleucine or tyrosine; between Prevotella and cysteine or phenylalanine; between Brevundimonas and cysteine; and between Stenotrophomonas and cysteine as well as a negative correlation between Stenotrophomonas and serine. Conclusion: Our findings demonstrated that amino acid content of breast muscle and intestinal microbiota profile was affected by different ambient temperatures. Under heat exposure, augmented abundance of Parabacteroides was correlated with elevated methionine. Low temperature treatment may affect muscle tyrosine content through the regulation of Achromobacter.
The commercial interests in functional foods containing probiotics are gaining significance in view of increasing studies on their role in digestive tract. Probiotic dairy foods containing health-promoting bacteria are important segment of functional food market. Various health benefits have been attributed to specific strains of lactic acid bacteria or food containing these probiotic cultures. Probiotic-containing foods are considered to improve general gut health and natural defenses of body, and lower blood cholesterol level. Specific probiotic microbes can alleviate or prevent diverse intestinal diarrhea-inducing disorders, cause prophylaxis of intestinal and urogenital infections, inhibit mutagenicity of intestinal contents, and reduce incidence of intestinal tumors. Recent increasing evidences on health effects of probiotics have triggered consumer interest in this category of functional foods. Rational approach needs to be applied in selection of strains for probiotic preparation to achieve required functionality. Present article focuses on some prominent probiotic candidates and criteria for their inclusion in functional food sector. Various health claims of probiotics on gastrointestinal disorders, anticarcinogenic effects, and anti-cholestrimic effects, and possible mechanistic explanations for their functionality are highlighted.
Since the development of the next generation sequencing (NGS) technology, 16S rRNA gene sequencing has become a major tool for microbial community analysis. Recently, human microbiome project (HMP) has been completed to identify microbes associated with human health and diseases. HMP achieved characterization of several diseases caused by bacteria, especially the ones in human gut. While human intestinal bacteria have been well characterized, little have been studied about other animal intestinal bacteria. In this study, we surveyed diversity of livestock animal fecal microbiota and discuss importance of studying fecal microbiota. Here, we report the initiation of the fecal microbiome project in South Korea.
In the past gut microbiome has been the main focus of microbiome research. Studies about the microbiome inside oral cavities and other organs are underway. Studies about the relationship between noninfectious diseases and periodontal diseases, and the negative effects of harmful oral microbes on systemic health have been published in the recent past. A lot of attention is being paid towards fostering a healthy oral microbial ecosystem. This study aimed to understand the roles and effects of the microbiome inside the human body can potentially help cure various diseases including inflammatory bowel diseases with no known cure such as Crohn's disease, atopic dermatitis, obesity, cancer, diabetes, brain diseases and oral diseases. The present study examined technological trends in the correlation between the human microbiome and diseases in the human body, interactions between the human body's immunity, the metabolic system, and the microbiome, and research trends in other countries. While it has been proven that human microbiome is closely correlated with human diseases, most studies are still in the early stage of trying to compare the composition of microbiomes between health and patient groups. Since the oral environment is a dynamic environment that changes due to not only food intake but also other external factors such as lifestyle, hygiene, and drug intake, it is necessary to continue in-depth research on the microbiome composition characteristics to understand the complex functions of oral microorganisms. Analyzing the oral microbiome using computational technology may aid in disease diagnosis and prevention.
Recent development of novel techniques in systems biology have been used to improve and manipulate the rumen microbial ecosystem and gain a deeper understanding of its physiological and microbiological interactions and relationships. This provided a deeper insight and understanding of the relationship and interactions between the rumen microbiome and the host animal. New high-throughput techniques have revealed that the dominance of Proteobacteria in the neonatal gut might be derived from the maternal placenta through fetal swallowing of amniotic fluid in utero, which gradually decreases in the reticulum, omasum, and abomasum with increasing age after birth. Multi "omics" technologies have also enhanced rumen fermentation and production efficiency of dairy goats using dietary interventions through greater knowledge of the links between nutrition, metabolism, and the rumen microbiome and their effect in the environment. For example, supplementation of dietary lipid, such as linseed, affects rumen fermentation by favoring the accumulation of ${\alpha}$-linolenic acid biohydrogenation with a high correlation to the relative abundance of Fibrobacteriaceae. This provides greater resolution of the interlinkages among nutritional strategies, rumen microbes, and metabolism of the host animal that can set the foundation for new advancements in ruminant nutrition using multi 'omics' technologies.
Doxorubicin (Dox) is widely used to the treatment of cancer, however, it could cause damage to gastric mucosa. To investigate the protective effects and related mechanisms of coenzyme Q10 (CoQ10) and vitamin C (VC) on Dox-induced gastric mucosal injury, we presented the survey of the 4 groups of the rats with different conditions. The results showed Dox treatment significantly induced GES-1 apoptosis, but preconditioning in GES-1 cells with VC or CoQ10 significantly inhibited the Dox-induced decrease and other harm effects, including the expression and of IκKβ, IκBα, NF-κB/p65 and tumor necrosis factor (TNF-α) in GES-1 cells. Moreover, high-throughput sequencing results showed Dox treatment increased the number of harmful gut microbes, and CoQ10 and VC treatment inhibited this effect. CoQ10 and VC treatment inhibits Dox-induced gastric mucosal injury by inhibiting the activation of the IkKB/IκBα/NF-κB/p65/TNF-α pathway, promoting anti-inflammatory effects of gastric tissue and regulating the composition of the intestinal flora.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.