• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권2호
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• pp.330-338
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• 2019

Chronic infection with intracellular Brucella abortus (B. abortus) in livestock remains as a major problem worldwide. Thus, the search for an ideal vaccine is still ongoing. In this study, we evaluated the protective efficacy of a combination of B. abortus recombinant proteins; superoxide dismutase (rSodC), riboflavin synthase subunit beta (rRibH), nucleoside diphosphate kinase (rNdk), 50S ribosomal protein (rL7/L12) and malate dehydrogenase (rMDH), cloned and expressed into a pMal vector system and $DH5{\alpha}$, respectively, and further purified and applied intraperitoneally into BALB/c mice. After first immunization and two boosters, mice were infected intraperitoneally (IP) with $5{\times}10^4CFU$ of virulent B. abortus 544. Spleens were harvested and bacterial loads were evaluated at two weeks post-infection. Results revealed that this combination showed significant reduction in bacterial colonization in the spleen with a log protection unit of 1.31, which is comparable to the average protection conferred by the widely used live attenuated vaccine RB51. Cytokine analysis exhibited enhancement of cell-mediated immune response as IFN-${\gamma}$ is significantly elevated while IL-10, which is considered beneficial to the pathogen's survival, was reduced compared to control group. Furthermore, both titers of IgG1 and IgG2a were significantly elevated at three and four-week time points from first immunization. In summary, our in vivo data revealed that vaccination with a combination of five different proteins conferred a heightened host response to Brucella infection through cell-mediated immunity which is desirable in the control of intracellular pathogens. Thus, this combination might be considered for further improvement as a potential candidate vaccine against Brucella infection.

• BMB Reports
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• 제54권2호
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• pp.118-123
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• 2021

The bacterial effector protein RavZ from a pathogen can impair autophagy in the host by delipidating the mammalian autophagy-related gene 8 (mATG8)-phosphatidylethanolamine (PE) on autophagic membranes. In RavZ, the membrane-targeting (MT) domain is an essential function. However, the molecular mechanism of this domain in regulating the intracellular localization of RavZ in cells is unclear. In this study, we found that the fusion of the green fluorescent protein (GFP) to the MT domain of RavZ (GFP-MT) resulted in localization primarily to the cytosol and nucleus, whereas the GFP-fused duplicated-MT domain (GFP-2xMT) localized to Rab5- or Rab7-positive endosomes. Similarly, GFP fusion to the catalytic domain (CA) of RavZ (GFP-CA) resulted in localization primarily to the cytosol and nucleus, even in autophagy-induced cells. However, by adding the MT domain to GFP-CA (GFP-CA-MT), the cooperation of MT and CA led to localization on the Rab5-positive endosomal membranes in a wortmannin-sensitive manner under nutrient-rich conditions, and to autophagic membranes in autophagy-induced cells. In autophagic membranes, GFP-CA-MT delipidated overexpressed or endogenous mATG8-PE. Furthermore, GFP-CA△α3-MT, an α3 helix deletion within the CA domain, failed to localize to the endosomal or autophagic membranes and could not delipidate overexpressed mATG8-PE. Thus, the CA or MT domain alone is insufficient for stable membrane localization in cells, but the cooperation of MT and CA leads to localization to the endosomal and autophagic membranes. In autophagic membranes, the CA domain can delipidate mATG8-PE without requiring substrate recognition mediated by LC3-interacting region (LIR) motifs.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제64권6호
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• pp.1105-1116
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• 2022

Recently, we reported the robust in vitro three-dimensional (3D) expansion of intestinal organoids derived from adult bovine (> 24 months) samples. The present study aimed to establish an in vitro 3D system for the cultivation of intestinal organoids derived from growing cattle (12 months old) for practical use as a potential alternative to in vivo systems for various purposes. However, very few studies on the functional characterization and 3D expansion of adult stem cells from livestock species compared to those from other species are available. In this study, intestinal crypts, including intestinal stem cells, from the small intestines (ileum and jejunum) of growing cattle were isolated and long-term 3D cultures were successfully established using a scaffold-based method. Furthermore, we generated an apical-out intestinal organoid derived from growing cattle. Interestingly, intestinal organoids derived from the ileum, but not the jejunum, could be expanded without losing the ability to recapitulate crypts, and these organoids specifically expressed several specific markers of intestinal stem cells and the intestinal epithelium. Furthermore, these organoids exhibited key functionality with regard to high permeability for compounds up to 4 kDa in size (e.g., fluorescein isothiocyanate [FITC]-dextran), indicating that apical-out intestinal organoids are better than other models. Collectively, these results indicate the establishment of growing cattle-derived intestinal organoids and subsequent generation of apical-out intestinal organoids. These organoids may be valuable tools and potential alternatives to in vivo systems for examining host-pathogen interactions involving epithelial cells, such as enteric virus infection and nutrient absorption, and may be used for various purposes.

• Journal of Veterinary Science
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• 제21권3호
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• pp.46.1-46.18
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• 2020

Background: High concentrations of particulate matter less than 2.5 ㎛ in diameter (PM2.5) in poultry houses is an important cause of respiratory disease in animals and humans. Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen that can induce severe respiratory disease in animals under stress or with abnormal immune functions. When excessively high concentrations of PM2.5 in poultry houses damage the respiratory system and impair host immunity, secondary infections with P. aeruginosa can occur and produce a more intense inflammatory response, resulting in more severe lung injury. Objectives: In this study, we focused on the synergistic induction of inflammatory injury in the respiratory system and the related molecular mechanisms induced by PM2.5 and P. aeruginosa in poultry houses. Methods: High-throughput 16S rDNA sequence analysis was used for characterizing the bacterial diversity and relative abundance of the PM2.5 samples, and the effects of PM2.5 and P. aeruginosa stimulation on inflammation were detected by in vitro and in vivo. Results: Sequencing results indicated that the PM2.5 in poultry houses contained a high abundance of potentially pathogenic genera, such as Pseudomonas (2.94%). The lung tissues of mice had more significant pathological damage when co-stimulated by PM2.5 and P. aeruginosa, and it can increase the expression levels of interleukin (IL)-6, IL-8, and tumor necrosis factor-α through nuclear factor (NF)-κB pathway in vivo and in vitro. Conclusions: The results confirmed that poultry house PM2.5 in combination with P. aeruginosa could aggravate the inflammatory response and cause more severe respiratory system injuries through a process closely related to the activation of the NF-κB pathway.

• 한국균학회지
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• 제25권1호통권80호
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• pp.10-19
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• 1997

무우품종(Raphanus sativus L.) Saxa Nova에 시들음병을 일으키는 Fusarium oxysporum f. sp. raphani (FOR)에 대해 저항성을 증가시켜 방제효과를 얻기 위하여 식물성장을 증진시키는 것으로 알려진 Pseudomonas florescens WCS374 (WCS 374), P. putida RE10 (RE10) 및 Pseudomonas sp. EN41S (EN415)을 병원균처리 토양에 단독 또는 혼합처리하여 4주간 폿트배양한 후 무우에 나타나는 외부 및 내부병징을 조사하여 처리세균에 의한 병억제 효과를 측정하였다. 내부 및 외부병징으로 대조구는 각각 46.5% 및 21.1%를 나타내었고, RE10처리는 내외병징이 각각 12.2%와 7.8%로 발병이 억제됨을 알 수 있었다. 그러나 발병억제력이 높다고 알려진 WCS374는 내외 병징이 각각 45.6%와 27.8%로 나타났다. 한편 RE10균주를 WCS374 또는 EN415 균주와 혼합하여 처리할 경우 내외 병징이 10.0-22.1% 정도이었고 EN415와 혼합처리하면 7.8-20.2%의 병징을 나타낸다. FOR의 뿌리점유율은 뿌리에서 $2.4-5.1{\times}10^3/g$였고 토양내 분포수는 $0.7-1.3{\times}10^3/g$이었다. 대조구는 뿌리에서 $3.8{\times}10^3/g$였으며 RE10의 처리는 $2.9{\times}10^3/g$로 분포수가 적었고, 3종 세균의 혼합처리는 $5.1{\times}10^3/g$으로 많이 관찰되었으나, 처리간에 통계적 차이는 없었다. 토양에서 관찰된 FOR은 부리부분 보다 그 분포 수가 적었다. 처리된 3가지 세균은 뿌리에서 $2.3-4.0{\times}10^7/g$ 범위이고, 토양에서는 $0.9-1.8{\times}10^7/g$으로 뿌리에서 관찰된 수 보다 적게 분포하였다. 뿌리부분에서 대조구나 RE10의 처리토양은 형광성 Pseudomonas spp.의 분포수가 적고 처리간에는 통계적 차이를 나타냈으나, 토양조사에서 이세균은 큰 차이를 나타내지 않았다. 뿌리에 처리된 세균과 FOR의 분포수는 토양에 처리된 것과 대조하였을 때 많았으며, 이 실험 에 사용된 RE10과 EN415은 Fusarium시들음병에 대한 기주의 저항성을 유도하는 것으로 생각된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제41권1호
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• pp.11-19
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• 1994

연구배경 : 결핵균은 facultative intracellular pathogen으로 대식세포에서 생존 번식할 수 있으며, 결핵균이 체내에서 제거되려면 대식세포와 T 임파구에 의한 효과적인 세포매개성 면역반응이 필요하다. 폐포대식세포에 의한 결핵균 살균은 크게 산소의존성 과정과 산소비의존성 과정으로 구분되는데 산소의존성과정은 NADPH oxidase에 의해 산소가 환원반응으로 과산화음이온을 생성하는 과정으로 시작된다. 저자들은 폐결핵환자의 경우 폐포대식세포의 산소유리기 생성의 이상으로 결핵균이 세포내 오래 생존 번식할 것으로 추정하여 폐결핵환자와 대조군에서 폐포대식세포와 말초혈액 단구세포를 분리하여 분비되는 과산화음이온의 양을 비교하여 보았다. 방법 : 대조군과 폐결핵환자에서 폐포대식세포와 말초혈액내 단구세포를 분리하여 기저상태 및 PMA로 자극한 후 분비되는 과산화음이온의 양을 ferricytochrome-C를 환원시켜 나타나는 발색반응을 이용하여 측정하였고, 단구세포의 경우 결핵환자의 혈청에 의해 어떤 변화를 보이는지 관찰하였다. 결과 : 1) 폐포대식세포에서 분비하는 과산화음이온은 폐결핵환자군와 대조군 사이에 차이가 없었고, PMA로 자극을 했을 때도 두군 사이에 차이가 없이 모두 유의한 증가를 보였다. 2) 말초혈액 단구세포에서 분비하는 과산화음이온은 폐결핵환자군과 대조군 사이에 차이가 없었지만, PMA로 자극을 했을 때 두군에서 모두 유의한 증가를 보였고 폐결핵환자군이 대조군에 비해 높았다. 한편 결핵환자 혈청으로 폐결핵환자군과 대조군의 말초혈액 단구세포를 자극했을 때도 두군에서 모두 유의하게 증가되었다. 결론 : 폐포대식세포와 말초혈액 단구세포에서 분비하는 과산화음이온의 양은 정상인과 폐결핵환자에서 차이가 없었다. 따라서 폐포대식세포에서의 과산화음이온 분비가 부족하여 결핵균이 폐포대식세포내에서 장기간 생존하는 것으로 생각되지 않으며, 오히려 결핵환자의 혈청내에는 말초혈액 단핵구의 과산화음이온 분비를 자극하는 물질이 있을 것으로 생각되나, 정상인 혈청이 과산화음이온 생성에 미치는 효과에 대한 비교 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권2호
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• pp.122-129
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• 1998

최근 생물방제균으로 주목받고 있는 Enterobacter cloacae의 방제기작이 이 균에 의해 토양내에서 생산된 휘발성 ammonia이며 ammonia의 생산에는urease가 관계한다는 보고를 근거로 하여, 항생물질 생산성 균주로 선발된 우수한 길항균주에 암모니아 생성능, 즉 urease 유전자를 유전적으로 부가함으로써 항진균성 길항물질 생산과 암모니아 생산이 동시에 이루어 질 수 있는 새로운 다기능의 생물방제균을 유전적으로 육종하고자 하였다. 저병해 인삼경작지로부터 식물근부균 Fusarium solani의 생육을 강하게 억제하는 길항세균 한 균주 SH14균주를 분리, 선발하였으며, 분리된 균주를 동정한 결과 Bacillus subtilis이거나 그 근연종으로 추정되었다. 억제기작 실험을 통해 길항균주 B. subtilis SH14에 의해 생산되는 항진균성 길항물질은 외막가수분해효소와 같은 고분자 물질이 아니라 열에 안정한 저분자의 항생물질임을 알 수 있었다. 한편 ammonia 생산을 위한 urease의 유전자는 urease 생산력이 강력한 호알칼리성 Bacillus pasteurii의 urease 생산유전자를 E. coli-Bacillus shuttle vector인 pEB203에 subcloning하였고, 이어서 pGU 366으로 명명된 이 recombinant plasmid를 선발된 항진균성 길항균주 B. subtilis SH14에 PEG-induced protoplast transformation 방법으로 도입, 발현시켰으며, 최적조건을 조사하여 90분간의 lysozyme 처리과정 후 1.5 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 DNA와 40% PEG4000의 첨가로 약 6.5$\times$$10^{-4}$의 형질전환율을 얻을 수 있었다. 아울러 암모니아 생성능이 부가된 생물방제균 B. subtilis SH14(pGU366)에 의해 식물근부균 F. solani에 대한 생육억제력이 증가되는지 여부를 억제거리 측정법과 균체중량법을 통해 확인한 결과 urease 유전자가 도입된 형질전환체 B. subtilis SH14(pGU366)의 근부균 생육억제능이 각각 36.7%, 44.0%정도로 숙주균주인 B. subtilis SH14에 비해 근부균 생육억제능을 보다 강하게 나타내었음을 알 수 있었다. 따라서 항진균성 항생물질 생산성 생물방제균 B. subtilis SH14에 외부의 urease유전자를 도입하여 ammonia 생성능을 부가함으로써 생물방제력의 상승효과를 거둘 수 있었다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제46권2호
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• pp.143-153
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• 2003

목 적 : Shiga-like toxin (SLT)을 생산하는 Esherichia coli에 의한 감염은 설사, 출혈성 대장염(hemorrhagic colitis) 및 용혈성 요독 증후군(hemolytic uremic syndrome)을 특징으로 하며, 특히 5세 이하의 소아에게서 심각한 결과를 초래한다. SLT-I의 병인으로는 다양한 숙주 매개인자들이 알려져 있다. 본 연구에서는 E. coli 0157 : H7 (ATCC 43890)로부터 정제한 SLT-I이 포유동물 세포들에 대한 세포독성과 종양괴사인자(tumor necrosis factor-${\alpha}$; TNF-${\alpha}$)의 생산에 미치는 효과를 측정하였으며, SLT-I의 수용체인 glycolipid globotriaosylceramide (Gb3)의 발현과 SLT-I의 세포독성의 관계를 규명하고자 하였다. 방 법 : SLT-I과 SLT-I B를 순수분리 정제하고 SLT-I B-FLTC 접합체를 제조하여 vero 세포, 대식세포 및 수지상세포를 대상으로 세포독성능을 측정하고 세포독성능의 차이가 SLT-I의 수용체인 Gb3의 발현과 상관관계가 있는지를 Flow cyotmetry로 분석하였다. 또한 대식세포의 종양괴사인자 생산능은 ELISA법으로 시행하였다. 결 과 : SLT-I은 대식세포(Raw264.7)로부터 TNF-${\alpha}$의 생산을 증가시켰다. 연구 대상 세포 중 SLT-I에 감수성을 나타낸 Vero 세포와 수지상세포(dendritic cells)는 Gb3 발현이 각각 83%와 68%로 높았으며, 29%의 낮은 Gb3 발현을 보인 Raw264.7 세포는 감수성을 보이지 않았다. 따라서 위의 결과로부터 SLT-I에 감수성을 보이지 않은 Raw264.7 세포를 대상으로 Gb3 발현 정도와 SLT-I의 세포독성의 관계를 규명하고자 Gb3의 발현을 증가 시킨 후 SLT-I의 세포독성을 재차 평가하였다. 이 결과 TNF-${\alpha}$의 처리에 의하여 6 h에 Gb3의 발현이 정점(43.5%)에 이르렀으며 36 h에 정상 수준(25.0%)으로 환원되었다. 그러나, Gb3의 발현이 증가함에도 불구하고 SLT-I의 세포독성에는 변화가 관찰되지 않았다. 따라서, SLT-I에 의한 세포독성은 세포의 종류에 따라서 다르며 또한, Gb3의 발현정도에만 의존적이지는 않을 것으로 생각된다. 결 론 : 이와 같은 결과는 E. coli 0157의 감염증 병인 연구에 있어 SLT-I과 Gb3의 발현의 상관관계에 대한 보다 심도 있는 연구가 필요함을 시사한다.

• 아시안잔디학회지
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• 제20권1호
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• pp.65-76
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• 2006

난지형 잔디인 한국 안양잔디에서 달라스팟의 병원균인 Sclerotinia honoeocarpa의 isolate, Scz1이 최근 새롭게 동정되었다. Scz1은 한지형 잔디인 크리핑 벤트그래스에서 분리된 표준 균주인 Scb1과는 다른 균사의 색상, 균사간의 친밀도 그리고 병 기주 특이성을 가지는 것으로 알려졌다. 본 연구에서는, Scz1, Scz2(난지형 잔디에서 분리한 또 다른 달라스팟 병원균) 그리고 Scb1을 분자생물학적인 연구, internal transcribed spacer(ITS) 와 random amplified polymorphic DNA(RAPD) assays를 이용하여 동정 및 유전자적 차이를 알아보았다. ITS 실험의 결과, 3개의 isolates가 ITS 부분적 염기 서열 비교 BLAST에 등록되어 있는 S. homoeocarpa의 ITS 염기 서열과 $94{\sim}97%$의 동일성을 지니는 것으로 밝혀졌다. RAPD 실험 결과로는, Scz1과 Scb1의 similarity matrix 범위는 0.167이였고, Scz2와 Scb1은 0.139 그리고, Scz1과 Scz2은 0.713이였다. 계통수(系統樹) 결과는 Scb1과는 달리 Scz1과 Scz2는 유전적으로 높은 동일성을 지니고 있어, 같은 분류에 속한다는 것을 알 수 있었다. 달라스팟 병원균 억제에 효과적인 농약인 프로피코나졸에 대한 $EC_{50}$은 Scz1은 0.012 ${\mu}g/ml$, Scz2은 0.003 ${\mu}g/ml$ 그리고 Scb1은 0.030 ${\mu}g/ml$이었다. 상기 결과로, 동일 병원 기주성과 유사한 유전적 친밀성을 보인 Scz1과 Scz2는 S. homoeocarpa의 동일 그룹에 속하였으나 농약 민감도에서는 차이점을 보였다는 것을 알 수 있었다. 향후, 보다 더 많은 한지형과 난지형 잔디에서 분리된 병원균들을 이용하여 유전적 다양성을 밝히는 연구가 진행되어야 할 것이다.

• 식물병연구
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• 제29권4호
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• pp.331-344
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• 2023

한국식물병명목록 6판이 2022년 4월에 발행된 이후에 1년이 경과하였다. 목록 6판에서 발견된 오류사항을 수정하고 6판 이후에 보고된 병을 추가하여 한국식물병명목록 6.1판(2023)을 작성하였다. 기존 6판의 수정사항은 397건으로 대부분은 단순 오탈자나 경미한 사항이었으나, 12개의 병은 중복이나 근거가 명확하지 않아 삭제하였고, 2개의 병은 병명을 바꾸었다. 2021년 이전에 보고되었으나 6판에 수록되지 않았거나, 6판 발행 이후에 보고된 158개의 병을 추가하였다. 결국 목록 6.1판에는 6판에 보고된 병 6,534개에 146개 병이 추가되어 총 6,680개의 병이 수록되었다. 기주 분류군도 30개가 더해져 목록 6판의 1,390개에서 6.1판에는 1,420개가 되었다. 병원체는 목록 6판의 2,400개에서 62개가 더해져 6.1판에는 2,462 분류군이 되었다. 결국 한국식물병명목록 6.1판(2023)은 1,420개의 기주에, 2,462 분류군의 병원체가 일으키는 6,680개의 병을 수록하고 있다. 목록 6.1판은 책으로 인쇄되지는 않고 온라인 한국식물병명목록(https://genebank.rda.go.kr/kplantdisease.do)을 통하여 제공되고 있다.