• 미생물학회지
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• 제55권3호
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• pp.268-273
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• 2019

장 내에 존재하는 microbiome은 생활환경, 나이와 섭취하는 음식물에 따라 변하게 된다. 본논문에서는 모유를 섭취한 영아와 분유를 섭취한 영아들에 대한 장내미생물 군집의 변화를 비교하였다. 미생물의 군집변화를 차세대 염기서열 분석기법을 이용하여 분석하였으며 총 80개의 영아 분변을 통해 미생물 군집변화를 확인하였다. 모유그룹(BIG)과 분유그룹(FIG-A, FIG-B, FIG-C)간의 장내세균의 군집을 비교한 결과 BIG에서는 Actinobacteria 문이 전체 군집의 $74.22{\pm}3.48%$로 우점을 차지하였다. 분유그룹의 Actinobacteria 문을 비교하였을 때 FIG-A는 $73.46{\pm}4.12%$였지만 FIG-B와 FIG-C는 $66.52{\pm}5.80%$와 $68.88{\pm}4.33%$로 BIG와 FIG-A에 비해 낮은 비율을 보였다. 속(genus) 수준에서 살펴보면 Bifidobacterium이 전체 미생물군집에서 가장 높은 비율로 분포하고 있었으며 BIG가 $73.09{\pm}2.31%$로 가장 높았고 FIG-A, FIG-B 및 FIG-C는 각각 $72.25{\pm}4.93%$, $63.81{\pm}6.05%$ 및 $67.42{\pm}5.36%$를 차지하였다. Bifidobacterium 종의 경우 모든 그룹에서 Bifidobacterium longum이 우점을 차지하고 있었으며 BIG와 FIG-A가 전체 군집의 $68.77{\pm}6.07%$와 $66.85{\pm}5.80%$를 차지하였다. 이에 반해 FIG-B와 FIG-C는 각각 $58.94{\pm}6.20%$와 $61.86{\pm}5.31%$로 BIG와 FIG-A보다 낮은 비율로 분포하는 것을 분석하였다. FIG-A가 섭취한 분유는 Bifidobacterium의 선택적 증식이 우수하다고 알려진 갈락토올리고당, 갈락토실락토스, 시너지올리고당, 비피도올리고 및 장내균총개선소재를 혼합한 5-Bifidus factor 복합물이 포함되어 있다. 이와 같은 5-Bifidus factor라는 유산균에 대한 증식능이 우수한 프리바이오틱스를 혼합하였기 때문에 모유를 섭취한 영아의 장내에 존재하는 Bifidobacterium 속의 군집과 유사하게 나타난 것으로 판단된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권9호
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• pp.1343-1354
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• 2020

Atopic dermatitis (AD) is a skin disorder that causes chronic itch. We investigated the inhibitory effects of a mixture of prebiotic short-chain galacto-oligosaccharides and long-chain fructooligosaccharides (scGOS/lcFOS), inulin, or β-glucan on AD development in 1-chloro-2,4-dinitrobenzene (DNCB)-treated NC/Nga mice. Mice were randomly assigned to six groups: untreated mice, AD control, positive control (DNCB-treated NC/Nga mice fed a dietary supplement of Zyrtec), and DNCB-treated NC/Nga mice fed a dietary supplement of prebiotics such as scGOS/lcFOS (T1), inulin (T2), or β-glucan (T3). The prebiotic treatment groups (T1, T2, and T3) showed suppression of AD symptoms, Th2 cell differentiation, and AD-like skin lesions induced by DNCB. In addition, prebiotic treatment also reduced the number of microorganisms such as Firmicutes, which is associated with AD symptoms, and increased the levels of Bacteroidetes and Ruminococcaceae, which are associated with alleviation of AD symptoms. Our findings demonstrate the inhibitory effects of prebiotics on AD development by improving the Th1/Th2 cytokine balance and beneficial symbiotic microorganisms in in vitro and in vivo models.

• 한국식품과학회지
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• 제53권6호
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• pp.775-784
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• 2021

Clostidium butyricum을 분리하기 위하여 국내 모유수유 신생아 분변으로부터 혐기성 균주를 선별하였고 버블을 생성하는 100개의 균을 확보하였다. 이중 Clostridium perfringens에 대한 항균력과 butyric acid의 생산이 가장 우수한 DIMO 52 균주를 선발하였고, 형태학적 특성, 생리 생화적 특성 및 16S rRNA 유전자 분석을 통하여 C. butyricum으로 동정되어 C. butyricum DIMO 52로 명명하였다. 성장률, butyric acid 생산 및 pH 변화를 배양 36시간 동안 모니터링하였다. 배양 24시간 후 DIMO 52 균주의 최대 성장에 도달하였고, butyric acid 최대 농도는 대략 34.73±4.27 mM이었으며, pH는 7.2에서 2.5로 변경되었다. DIMO 52 균주는 낮은 pH와 oxgall에 높은 저항성이 있다. pH 2에서 2시간 동안 접종의 약 67.5%의 유의성 있는 생존율을 보였다(p<0.05). 그리고, 0.3% oxgall이 함유된 RCM 액체배지에서 24시간 동안 접종의 약 64.9%의 유의성 있는 생존율을 보였다(p<0.05). 또한, DIMO 52은 Escherichia coli KCTC 2441와 Salmonella Typhimurium KCTC 1925에 대해 억제효과를 나타냈다. 두 균주에 대한 항균효과는 아마도 butyric acid에 의한 낮은 pH 때문인 것으로 보였다. 5×10³ CFU/mL 생균수 까지는 RAW264.7 세포에 세포독성이 없는 것으로 관찰되었고, NO 생성을 억제할 수 있는 최저 균수를 확인한 결과 약 1×10³ CFU/mL 생균수에서 LPS만 처리한 군 대비 약 33%의 NO 생성을 억제하는 것으로 분석되었다(p<0.01). 이 결과는 C. butyricum DIMO 52이 NO radical 소거 및 항염증 활성을 가지고 있음을 시사한다. 결론적으로, 본 연구에서 분리된 C. butyricum DIMO 52의 프로바이오틱스 특성을 확인하였다.

• Animal Bioscience
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• 제34권2호
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• pp.243-255
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• 2021

Objective: Deoxynivalenol (DON) and zearalenone (ZEN) are mycotoxins that frequently contaminate maize and grain cereals, imposing risks to the health of both humans and animals and leading to economic losses. The gut microbiome has been shown to help combat the effects of such toxins, with certain microorganisms reported to contribute significantly to the detoxification process. Methods: We examined the cecum contents of three different dietary groups of pigs (control, as well as diets contaminated with 8 mg DON/kg feed or 0.8 mg ZEN/kg feed). Bacterial 16S rRNA gene amplicons were acquired from the cecum contents and evaluated by next-generation sequencing. Results: A total of 2,539,288 sequences were generated with ~500 nucleotide read lengths. Firmicutes, Bacteroidetes, and Proteobacteria were the dominant phyla, occupying more than 96% of all three groups. Lactobacillus, Bacteroides, Megasphaera, and Campylobacter showed potential as biomarkers for each group. Particularly, Lactobacillus and Bacteroides were more abundant in the DON and ZEN groups than in the control. Additionally, 52,414 operational taxonomic units were detected in the three groups; those of Bacteroides, Lactobacillus, Campylobacter, and Prevotella were most dominant and significantly varied between groups. Hence, contamination of feed by DON and ZEN affected the cecum microbiota, while Lactobacillus and Bacteroides were highly abundant and positively influenced the host physiology. Conclusion: Lactobacillus and Bacteroides play key roles in the process of detoxification and improving the immune response. We, therefore, believe that these results may be useful for determining whether disturbances in the intestinal microflora, such as the toxic effects of DON and ZEN, can be treated by modulating the intestinal bacterial flora.

• 생명과학회지
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• 제31권5호
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• pp.464-474
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• 2021

대사성질환, 암, 손상, 및 패혈증 등에 의해 유도되는 염증은 산화스트레스를 통해 세포의 미토콘드리아의 기능을 감퇴시켜 신경증과 근육위축증 등을 야기한다. 본 연구에서는 lipopolysaccharide (LPS)에 의해 유도된 미토콘 드리아의 기능감퇴와 근육위측증에 대한 butyrate의 억제효과를 확인하고자 하였다. LPS의 처리는 C2C12세포에서 MAPK의 활성을 통해 미토콘드리아 분열을 촉진하는 DRP1 (Ser616) 인산화와 Atrogin-1의 발현을 증가시켰다. 그러나 butyrate를 처리한 C2C12세포에서는 LPS 처리에 의한 염증 효과가 유의적으로 감소하며, 미토콘드리아 분열을 억제하는 DRP1 (Ser637)의 인산화와 mitofugin2 (Mfn2)의 발현을 증가를 유도하는 것을 확인하였다. 또한 butyrate를 처리한 세포에서 대사성질환을 유발하는 pyruvate dehydrogenase kinase 4 (PDK4)의 발현을 억제함이 관찰되었다. 이는 butyrate가 포도당 대사에서 염증에 의해 유도되는 Warburg 효과를 억제하여 산화스트레스를 개선함으로써, JNK의 활성을 억제하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과들은 butyrate가 항산화효과를 통해 패혈증과 대사성질환과 같은 염증에 의해 유도되는 미토콘드리아의 기능 감퇴와 이에 따른 근육위축증을 개선할 수 있는 후보물질로 활용될 가능성이 있을 것으로 기대된다.

• 식품과학과 산업
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• 제54권1호
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• pp.11-28
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• 2021

미세먼지는 식품, 특히 식용작물이나 길거리 식품 등을 통해 인체에 유입될 가능성이 높은데, 위장관에 유입될 경우 염증을 유발하거나 장내 마이크로바이옴에 변화를 가져와 건강을 해칠 수 있다는 연구결과가 최근 보고되었다. 낮은 농도라 하더라도 미세먼지에 장시간 노출 될 경우 많은 양의 미세먼지가 식품에 축적될 수 있으므로 현대사회에 부응하는 수준의 식품안전을 위해서는 미세먼지에 대한 고려도 반드시 필요하다. 미세먼지가 식품 표면에 흡착하는 것은 여러 요인들의 영향을 받는 복잡한 현상으로 예측되지만 아직 이러한 현상에 관련된 체계적 연구는 거의 보고된 바가 없다. 미세먼지의 식품 흡착 현상은 식품 표면의 특성에 크게 영향을 받을 것으로 예상되는데, 농약 등 화학물질이나 미생물의 식품 흡착에 대한 연구보고를 고려할 때 특히 표면 젖음성, 표면 전하, 표면 미세구조 등의 요인들이 미세먼지의 식품흡착에 큰 영향을 줄 것으로 예상된다. 식품의 표면특성이 미세먼지 흡착에 미치는 영향을 이해한다면, 미세먼지에 취약한 식품군을 분류하고 재배, 저장, 조리 등의 환경을 조정하여 보다 효과적으로 미세먼지로부터 식품안전을 확보할 수 있으리라 판단된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제50권1호
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• pp.135-146
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• 2022

비만은 지질대사 불균형으로 인한 이상지질혈증과 밀접한 관련이 있으며, 장내 미생물의 군집 및 기능의 변화를 유도하여 장내 미생물 불균형을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 민들레 김치에서 분리한 김치 유래 유산균 W. confuse WIKIM51의 항비만 효능을 in vitro와 in vivo에서 평가하였다. 먼저, WIKIM51은 지방세포 분화를 유도한 3T3-L1 세포에서 지방대사 관련 유전자의 발현 조절을 통해 지방구 생성을 억제하였다. 후천적 비만 동물 모델을 이용한 in vivo 실험에서 10주간 W. confusa WIKIM51의 경구 투여는 고지방식이에 의해 유도된 체중 증가를 현저히 감소시켰다. 특히, 부고환 주위 지방량, 조직학적 분석을 통한 지방구의 크기 및 혈중 지표인 TG, TC, adiponectin, 그리고 leptin의 수준이 HFD군에 비해 W. confusa WIKIM51 섭취군에서 유의적으로 개선되었다. 또한 W. confusa WIKIM51 섭취군은 Ppar𝛾, C/EBP𝛼, Srebp-1c, Fas와 같은 지방 생성 및 지방산 합성 관련 유전자의 발현을 억제하였고, 반면 에너지 소비 관련 유전자 Ppar𝛼와 Cpt1의 발현은 증가시켰다. 더 나아가, W. confusa WIKIM51은 고지방식이로 인해 유도된 Firmicutes/Bacteroidetes 비율을 정상식이군의 수준으로 감소시켜 장내미생물의 불균형을 개선시켰다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, W. confusa WIKIM51의 섭취는 고지방식이로 인한 지방 축적을 억제하여 효과적으로 비만을 개선할 수 있으며, 이는 항비만 기능성 소재 및 식품 개발로의 활용이 가능함을 제시한다.

• Animal Bioscience
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• 제35권3호
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• pp.484-493
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• 2022

Objective: This study was conducted to evaluate the effects of the supplementation of diets of broiler chickens with hot-melt extruded CuSO₄ (HME-Cu) on their growth performance, nutrient digestibility, gut microbiota, small intestinal morphology, meat quality, and copper (Cu) bioavailability. Methods: A total of 225 broilers (Ross 308), one-day old and initial weight 39.14 g, were weighed and distributed between 15 cages (15 birds per cage) in a completely randomized experimental design with 3 treatments (diets) and 5 replicates per treatment. Cages were allotted to three treatments including control (without supplemental Cu), IN-Cu (16 mg/kg of CuSO₄), and HME-Cu (16 mg/kg of HME processed CuSO₄). Results: The HME-Cu treatment tended to increase the overall body weight gain (p<0.10). The apparent digestibility of Cu was increased by supplementation of HME-Cu at phase 2 (p<0.05). The Escherichia coli count in cecum tended to decrease with the supplementation with Cu (p<0.10). In addition, the HME-Cu treatment had a higher pH of breast meat than the control and IN-Cu treatments (p<0.05). Significant increases in the cooking loss, water-holding capacity, and lightness in the breast were observed in the HME-Cu treatment compared to the control (p<0.05). The Cu content of excreta increased with the Cu supplementation (p<0.05). The concentration of excreta Cu in broilers was decreased in the HME-Cu compared to the IN-Cu in phase 2 (p<0.05). The Cu concentration in the liver was increased with the HME-Cu supplementation, compared with the control diets (p<0.05). Conclusion: This study showed that HME-Cu supplementation at the requirement level (16 mg/kg diets) in broiler diets did not affect the growth performance and the physiological function of Cu in broilers. However, supplementation of Cu in HME form improved the meat quality and the bioavailability of Cu.

• 동물자원연구
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• 제28권3호
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• pp.97-107
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• 2017

본 연구는 대사에너지 수준을 달리한 사료에서 복합 효소제의 첨가가 육계의 사양성적, 영양소 소화율, 혈액성상, 장 내 미생물 및 소장 융모에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시하였다. 사양시험을 위하여 육계(Ross 308, 1일령) 480수를 공시하여 4처리 8반복, 반복당 15수를 완전임의 배치하였다. 시험기간은 전기 3주(0~21일)와 후기 2주(21~35일)로 나누어 5주간 실시하였다. 처리내용은 사료 내 대사에너지 2수준과 복합효소제(amylase + protease + mannanase + xylanase + phytase) 첨가유무에 따른 $2{\times}2$요인법에 따랐으며, 고에너지(전기 3,060kcal/kg; 후기 3,150kcal/kg) 사료에 복합효소제 무첨가와 첨가(0.05%), 저에너지(전기 3,010kcal/kg; 후기 3,100kcal/kg) 사료에 복합효소제 무첨가와 첨가(0.05%)로 구성하였다. 사양시험 전기간, 증체량과 사료요구율이 복합효소제 첨가구가 무첨가구에 비해 유의적으로 개선되었으나 사료 내 대사에너지 수준간에는 차이가 없었다. 건물, 에너지, 조단백질, 칼슘 및 인에 대한 분 및 회장소화율은 복합효소제 첨가 시 유의적으로 개선되었다. 맹장 및 회장 내 미생물에서는 복합효소제 첨가 시 Lactobacillus spp.는 증가하고 Clostridium spp.이나 Coliform bacteria는 감소하였다. 융모길이와 융모길이와 융와깊이의 비율이 효소제 첨가로 인해 개선되었다. 본 연구의 결과로 미루어 볼 때, 육계사료 내 복합효소제의 첨가는 에너지 수준에 관계없이 육계의 생산성에 도움이 되는 것으로 판단되며 효소제 첨가로 인해 에너지 절약효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제33권7호
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• pp.565-573
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• 2023

숙주 동물과 동물의 장내 미생물의 건강 또는 생산성에 대한 연구결과를 미루어 볼 때, 가축 동물의 장내 미생물에 대한 연구는 매우 중요하다. 본 연구는 국내에서 사육되는 젖소 중 홀스타인 종과 저지종 젖소의 장내 미생물을 분석하고 차세대 염기서열 분석을 통해 젖소 종에 따른 장내 미생물 군집 구조의 차이를 규명하고자 하였다. 젖소의 원유 생산과 관련있는 것으로 알려진 종 풍부도와 종 다양성 지수 분석 결과 대부분의 풍부도 및 다양성 지수가 홀스타인 종 보다 저지 종에서 유의한 수준으로 높은 것으로 나타났으나, 종 간의 계통학적 거리를 합산하여 산출되는 phylogenetic diversity 지수는 낮은 것으로 나타났다. 미생물 분포 분석 결과 홀스타인과 저지 종의 두 집단 장내 미생물 군집 구조가 다른 것으로 나타났다. 두 종의 젖소에서 과(family) 수준의 다양한 장내 미생물간의 분포에 상관관계가 있는 것으로 나타났으며, 특히 저지 종의 장내 미생물은 다양한 미생물 분포 사이에 매우 유의한 수준의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 두 종의 젖소 장내 미생물 구조에 차이가 있는지 확인하기 위해 beta-diversity 분석을 수행하였으며, PCoA 분석과 UPGMA clustering 분석 결과 두 그룹의 cluster가 명확히 분리되는 것을 시각적으로 확인하였으며, PERMANOVA 분석 결과 두 종의 장내 미생물 군집 구조가 통계적으로 매우 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났다. 두 젖소 종의 장내 미생물 군집 구조 차이에 기여하는 미생물을 확인하기 위해 LEfSe 분석을 수행하였으며, 그 결과 Firmicutes, Bacilli, Moraxellaceae, Pseudomonadales 등의 상대적인 미생물 분포 차이가 두 그룹간 장내 미생물 군집 구조 차이에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.