• 제목/요약/키워드: Immobilized cell

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Pseudomonas sp. BCNU 171이 생산하는 유기용매 내성 리파아제 (Organic Solvent Stable Lipase from Pseudomonas sp. BCNU 171)

  • 최혜정;권기석;주우홍
    • 생명과학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.345-348
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    • 2015
  • 유기용매 내성 Pseudomonas sp. BCNU 171 균주가 생산하는 유기용매 내성 리파아제의 최적활성은 pH 8과 37℃로 나타났다. BCNU 171 균주가 생산하는 세포외 리파아제는 고농도의 다양한 유기용매하에서 안정성이 증가하는 것으로 나타났다. 리파아제의 안정성은 xylene (137%) 첨가시 가장 높은 것으로 확인되었고, toluene (131%), octane (130%) 그리고 butanol (104%) 순으로 안정성이 높은 것으로 나타났다. 전체적으로 대부분의 용매에서, 상용 고정화 효소(Novozyme 435)와 비교하여 효소안정성이 높은 것으로 나타났다. 나아가 NH4+, Na+, Ba2+, Hg2+, Ni2+, Cu2+및 Ca2+의 존재하에서 약 90%로 효소 안정성을 유지하였으며 다양한 유화제 첨가시에는 현저하게 안정성이 증가하였다. 그러므로 Pseudomonas sp. BCNU 171의 유기용매 내성 리파아제는 잠재성이 높은 whole cell 생물촉매로서 사용가능 할 것이며, 고정화 하지 않고도 유기용매에서의 공업적인 화학공정에서 효소를 이용한 합성에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

세포융합과 고정화 시스템을 이용한 L-Lysine의 생산성 향상 (Improvement of L-Lysine Productivity by Using Cell Fusion and Immobilized System)

  • 류병호;김혜성;노명훈;박법규;정종순;배기철
    • 한국식품과학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.154-163
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    • 1989
  • L-Lysine 생산 균주인 B. flavum ATCC 21528, B. lactofermentum ATCC 21086 및 C. glutamicum 820을 이용하여 L-lysine 생산성이 우수한 균주를 분리할 목적으로 N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine(MNNG) $250{\mu}g/ml$ 농도로 처리한 다음 $300{\mu}g/ml$의 penicillin-G로 변이주를 농축하여 B. flavum $37-2(Hos^-,\;Kan^r,\;AEC^r)$, B. lactofermentum $6-2(Ile^-,\;Val^-,\;Str^r,\;ACE^r)$ 및 C. glutamicum $57-5(Met^-,\;Thr^-,\;Rif^r,\;AEC^r)$ 등의 변이주를 분리하였다. 분리된 변이주의 원형질체 형성은 lysozyme $500{\mu}g/ml$를 함유한 LS 용액으로 6시간 처리시 원형질체의 형성율은 97-99%였으며, 세포벽 재생율은 0.5M sodium succinate를 함유한 RCM에 0.7% osft agar를 중층하였을 때 33-37%를 나타내었다. 또 각각의 원형질체를 동량 혼합후 30% PEG 6,000에서 융합을 시킨 다음 분리된 융합주 BBFL 21, BCFG 37 및 BCLG 59는 $1.25{\times}10^{-6}{\sim}5.83{\times}10^{-7}$의 융합 빈도를 나타내었다. 분리된 융합주 BBFL 21은 LPB에서 $30^{\circ}C$, 72hr 배양하였을때 $411.1ng/ml{\cdot}hr$로 높은 L-lysine 생산성을 나타내었다. 발효 방법을 개선할 목적으로 융합주 BBFL 21를 sodium alginate, polyacrylamide, agar, x-carrageenan등으로 고정화 하여 회분식 발효를 행한 바 $413ng/ml{\cdot}hr$로 sodium alginate로 처리했을 때 가장 좋았다. 고정화 균체를 이용하여 관형 발효기를 제작하여 연속 발효를 행한 바 $416.7ng/ml{\cdot}hr$의 가장 높은 L-lysine 생산성을 나타내어 회분식 보다 높은 수율을 얻었다.

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미생물 강제포획기술을 이용한 수산물 가공공장 폐수처리에서 부하율에 따른 유기물 및 질소의 제거 효율성 평가 (Evaluating the Removal Efficiency of Organic Compounds and Nitrogen Depending on Loading Rate in Wastewater Treatment from Fisheries Processing Plant Using an Entrapped Mixed Microbial Cell Technique)

  • 정병철;장수현;정병곤
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.14-20
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    • 2006
  • 수산물 가공공장 폐수의 생물학적 처리를 위하여 미생물 강제포획방식인 EMMC 공정을 적용하여 유기물 및 질소의 동시제거 가능성을 평가하였다. 처리도 실험은 도시하수처리장에서 가져온 활성슬러지를 cellulose triacetate를 이용한 gel matrix에 고정시켜 실험을 수행하였다. anoxic조와 oxic조로 구성된 시스템에 유기물 및 질소부하 율을 증가시켜가며 실험한 결과 비교적 안정된 형태의 운전이 가능하였다. 적용 유기물부하는 $0.65{\sim}1.72kgCOD/m^3{\cdot}d$, 총질소 부하는 $0.119{\sim}1.317kgT-N/m^3{\cdot}d$의 범위에서 4단계로 나누어 적용시켰다. 본 연구에 사용한 수산물 가공공장폐수의 경우 공장폐수의 유출수 총질소 농도 규제치인 60 mg/l 이하를 기준으로할 때 T-N의 경우 한계 적용용적부하는 약 $0.3kgT-N/m^3{\cdot}d$인 것으로 나타났다. T-N의 경우는 부하율 증가에 따른 제거효율 저하가 뚜렷하였으나 ${NH_4}^+-N$의 경우는 각 단계별로 부하율을 증가시키면서 실험해본 결과 부하율 증가에도 불구하고 제거 효율 변화는 완만하여 본 실험에 적용한 시스템의 경우 질산화 반응은 부하변동에 관계없이 효율적으로 이루어지는 것으로 평가되었다. 실험 기간 중 Anoxic조의 질산성 질소 제거율은 각 단계별로 평균 $99.51{\sim}98.62%$로 나타났으며 oxic조의 질산화 제거율은 $94.0{\sim}96.9%$로 나타났다. 시스템 전체로는 적용 용적부하율하에서 화학적 산소요구량(COD: Chemical Oxygen Demand)의 경우 $94.2%{\sim}96.6%$, 총질소의 경우 $73.4{\sim}83.4%$ 의 제거효율을 나타내었다.

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Soluble Prokaryotic Expression and Purification of Bioactive Tumor Necrosis Factor-Related Apoptosis-Inducing Ligand

  • Do, Bich Hang;Nguyen, Minh Tan;Song, Jung-A;Park, Sangsu;Yoo, Jiwon;Jang, Jaepyeong;Lee, Sunju;So, Seoungjun;Yoon, Yejin;Kim, Inki;Lee, Kyungjin;Jang, Yeon Jin;Choe, Han
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제27권12호
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    • pp.2156-2164
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    • 2017
  • Tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) is considered as an antitumor agent owing to its ability to induce apoptosis of cancer cells without imparting toxicity toward most normal cells. TRAIL is produced in poor yield because of its insoluble expression in the cytoplasm of E. coli. In this study, we achieved soluble expression of TRAIL by fusing maltose-binding protein (MBP), b'a' domain of protein disulfide isomerase (PDIb'a'), or protein disulfide isomerase at the N-terminus of TRAIL. The TRAIL was purified using subsequent immobilized metal affinity chromatography and amylose-binding chromatography, with the tag removal using tobacco etch virus protease. Approximately 4.5 mg of pure TRAIL was produced from 125 ml flask culture with a purification yield of 71.6%. The endotoxin level of the final product was $0.4EU/{\mu}g$, as measured by the Limulus amebocyte lysate endotoxin assay. The purified TRAIL was validated and shown to cause apoptosis of HeLa cells with an $EC_{50}$ and Hill coefficient of $0.6{{\pm}}0.03nM$ and $2.41{\pm}0.15$, respectively. The high level of apoptosis in HeLa cells following administration of purified TRAIL indicates the significance and novelty of this method for producing high-grade and high-yield TRAIL.

남극 로스해에서 분리한 Croceibacter atlanticus균 유래 리파아제의 생산, 고정화, 효소특성 연구 (Production, Immobilization, and Characterization of Croceibacter atlanticus Lipase Isolated from the Antarctic Ross Sea)

  • 박채경;김형권
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제46권3호
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    • pp.234-243
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    • 2018
  • 남극해에는 산업적으로 유용한 신규 효소촉매를 생산하는 미생물들이 들어 있다. 우리는 로스해(Ross Sea)로부터 분리한 여러 저온성 박테리아를 조사하였으며, 그 중에서 지방분해 능력이 뛰어난 Croceibacter atlanticus (No. 40-F12)를 찾았다. Shotgun 클로닝 방법으로 리파아제 유전자(lipCA)를 찾았으며 Escherichia coli 균에서 LipCA 효소를 발현하였다. Spain Arreo metagenome alpha/beta hydrolase를 기준으로 LipCA 상동구조모델을 만들어서 분석한 결과, ${\alpha}/{\beta}$ hydrolase fold, Gly-X-Ser-X-Gly motif, 그리고 lid 구조를 갖고 있기 때문에 전형적인 리파아제 효소임이 밝혀졌다. Ammonium sulfate 침전법과 겔여과 크로마토그래피를 통해서 세포추출액으로부터 LipCA 효소를 순수하게 분리한 후, 최적 온도, pH, 안정성, 기질특이성, 유기용매 안정성 등의 효소특성을 규명하였다. LipCA를 cross-linked enzyme aggregate (CLEA) 방법으로 고정화하고 효소특성을 조사, 비교하였다. 고정화를 통해 온도, pH, 유기용매에 대한 안정성이 증가하였고 기질특이성의 변화는 관찰되지 않았다. $LipCA^{CLEA}$는 원심분리 방법으로 쉽게 회수되었고 4번의 재사용 후에 40% 이상의 활성이 잔재하였다. 이 논문은 C. atlanticus 리파아제의 발현, 특성규명, Cross-linked Enzyme Aggregated 고정화를 바탕으로 안정성을 높여 산업적 활용 가능성을 제시한 최초의 보고이다.

산소공급이 캡슐고정화 Aspergillus niger의 구연산 생산에 미치는 영향 (The Effect of Oxygen Supply on the Production of Citric Acid from Encapsulated Aspergillus niger)

  • 박중곤;정긍식
    • KSBB Journal
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    • 제14권6호
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    • pp.672-676
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    • 1999
  • 캡슐고정화 Aspergillus niger를 이용하여 산소공급이 구연산의 생산에 미치는 영향을 조사하였다. 칼슘알지네이트 캡슐에 고정화된 A. niger는 배양중 성장하여 2일 후에는 균사가 캡슐막을 뚫고 나왔으며 배양 8일 후에는 균사가 캡슐전체를 뒤덮었다. 배양액중의 질소원이 충분하거나 산소가 부족한 경우 균사가 느슨해졌다. 일정한 성장용액의 양에 미생물고정화 캡슐의 양이 많이 투입될 수록 구연산의 생산량은 감소하였다. 플라스크 배양의 경우 부피산소전달계수($K_La$)가 1.8 $hr^{-1}$에서 2.55 $hr^{-1}$로 증가하면 미생물의 성장속도는 증가하지만 구연산의 생산량에는 큰 영향이 없었다. 축중심 공기 부양반응기 내에서의 산소전달 속도증가 ($K_La=150hr^{-1}$)는 미생물의 성장속도는 크게 촉진시켰지만 구연산의 생산량은 오히려 감소시켰다. 그러나 중심축 공기 부양반응기내에서 성장배지 중의 질소원 농도를 감소시키면 플라스크 배양의 생산량보다 약 40%이상 증산할 수 있었다. 뿐만 아니라 최대생산량을 얻는 최적 발효기간도 3일 정도 단축시킬 수 있었다. 캡슐고정화 미생물의 성장이나 구연산 생산량은 중심축 공기 부양반응기의 구조변화에 큰 영향을 받지 않았다.

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Effects of the immobilization of heparin and rhPDGF-BB to titanium surfaces for the enhancement of osteoblastic functions and anti-inflammation

  • Huh, Jung-Bo;Lee, Jeong-Yo;Lee, Kyung-Lae;Kim, Sung-Eun;Yun, Mi-Jung;Shim, Ji-Suk;Shim, June-Sung;Shin, Sang-Wan
    • The Journal of Advanced Prosthodontics
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    • 제3권3호
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    • pp.152-160
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    • 2011
  • PURPOSE. This study was to investigate the effects of recombinant human platelet-derived growth factor (rhPDGF-BB) and heparin to titanium surfaces for enhancement of osteoblastic functions and inhibition of inflammation activity. MATERIALS AND METHODS. The anodized titanium discs, not coated with any material, were used as a control group. In heparinized-Ti group, dopamine was anchored to the surface of Ti substrates, and coated with heparin. In PDGF-Ti group, rhPDGF-BB was immobilized onto heparinized Ti surface. The surface morphologies were investigated by the scanning electron microscope in each group. The release kinetics of rhPDGF-BB were analyzed, and cytotoxicity tests for each group were conducted. The biocompatibilities were characterized by measuring cell proliferation, alkaline phosphatase activity, and calcium deposition using MG-63 cells. Statistical comparisons were carried out by one-way ANOVA tests. Differences were considered statistically significant at $^*$P<.05 and $^{**}$P<.001. RESULTS. The combination of rhPDGF-BB and heparin stimulated alkaline phosphatase activity and OCN mRNA expression in osteoblastic cells ($^*$P<.05 and $^{**}$P<.001). MG-63 cells grown on PDGF-Ti had significantly higher amounts of calcium deposition than those grown on anodized Ti ($^{**}$ P<.001). Heparinized Ti was more anti-inflammatory compared to anodized Ti, when exposed to lipopolysaccharide using the transcript levels of TNF-${\alpha}$ and IL-6 of proinflammatory cytokine ($^*$P<.05 and $^{**}$P<.001). CONCLUSION. The result of this study demonstrated that the incorporation of rhPDGF-BB and heparin onto Ti surface enhanced osteoblastic functions and inhibited inflammation.

이차원전기영동법을 이용한 white muscle과 red muscle간의 단백질 발현양상의 비교분석 (Comparative Analysis of Muscle Proteome from Porcine White and Red Muscles by Two-dimensional Electrophoresis)

  • 김남국;조중호;추교선;박혜란;박범영;김언현;이창수
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제45권5호
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    • pp.731-738
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    • 2003
  • 근육의 생화학적 특성을 단백질 수준에서 분석하기 위하여 3원교잡종 돼지 3개체를 선발하고, white muscle은 longissimus dorsi muscle을 red muscle은 soleus muslce을 분리하여 분석에 이용하였다. 각 근육조직은 수용성, 불수용성 단백질 및 총단백질로 분리하여 추출하였고, 이차원전기영동 분석을 위하여 17cm 길이의 immobilized pH gradient strip (Bio-Rad, 3-10NL)과 12% acrylamide gel을 이용하여 전개하였다. 각각의 gel은 coomassie stain과 silver stain을 통하여 가시화 하였고, PDQuest software을 통하여 단백질 발현양상을 분석하였다. 하나의 gel에서 평균 600개 이상의 단백질 spot을 관찰하였으며, 반복실험을 통하여 white muscle과 red muscle간에 발현의 차이를 보이는 5개의 단백질 spot을 확인할 수 있었다. 5개의 spot 중 4개의 단백질은 측정된 분자량과 pI값이 troponin I, T 및 myoglobin의 수치값과 유사한 것으로 확인되었다. 그러나, 1개의 spot은 오차범위 내에서 유사한 단백질을 확인할 수 없었다. 5개의 단백질 spot중 1개(spot 1)는 white muscle에서, 4개의 spot(spot 2~5)은 red muscle에서 높게 발현됨을 확인하였으며, 특히 spot 4의 경우 white muscle 보다 red muscle에서 평균 14.6배 높게 발현됨을 확인하였다. 본 연구는 근육의 생화학적 특성을 이해하는데 중요한 기초 자료로 활용될 수 있으며, 앞으로 white muscle과 red muscle의 단백질 발현 분석을 통하여 단백질 수준에서의 생화학적 특성에 관한 연구가 충분히 진행되어야 할 것이다.

바이오센서 개발을 위한 발광 유전자의 대장균에서의 발현 시스템 분석 (Expression of the lux Genes in Escherichia coli for the Basis of Development of Biosensor)

  • 조미미;김영두;강경숙;김숙경;양인철;박상열;이찬용
    • 미생물학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.419-424
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    • 2009
  • 발광 세균 Photobacterium과 Vibrio의 lux 유전자가 삽입된 재조합 플라스미드를 유전자 전이시킨 발광표현형 대장균이 내는 빛의 세기를 조사하였다. 여러 대장균 균주에 형질전환 시켰는 바, 빛을 내는데 관여하는 효소들을 코드하는 유전자를 모두 포함하는 Photobacterium leiognathi lux 오페론이 삽입된 재조합플라스미드(PlXba.pT7-3)가 형질전환된 대장균 43R (Escherichia coli 43R) 균주에서는 발광세기가 다른 균주에 비해 1,000배 이상 되었으며, Vibrio harveyi luxA 유전자와 luxB 유전자를 융합시킨 유전자가 삽입된 재조합플라스미드(VhluxAB.pT7-5)가 형질전환 된 대장균 43R (E. coli 43R)에서는 기질인 fatty aldehyde를 가하면 단일 콜로니에서도 빛을 볼 수 있게 되는 대장균 형질전환체를 얻었다. 또한 이들이 중금속에 노출되었을 때 생물발광이 감소하였으며, 이들 발광 대장균 형질 전환체가 담긴 고정화된 세포에서도 빛을 내는 것을 관측함으로써 이들 실험 결과들이 lux 유전자를 활용한 바이오센서 시스템 개발의 기반 기술이 될 가능성을 보였다.

Detection of Campylobacter jejuni in food and poultry visors using immunomagnetic separation and microtitre hybridization

  • Simard, Ronald-E.
    • 한국어업기술학회:학술대회논문집
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    • 한국어업기술학회 2000년도 춘계수산관련학회 공동학술대회발표요지집
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    • pp.71-73
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    • 2000
  • Campylobacter jejuni is most frequently identified cause of cause of acute diarrhoeal infections in developeed countries, exceeding rates of illness caused by both salmonella and shigilla(Skirrow, 1990 ; Lior 1994). Previous studies on campylobacter jejuni contamination of commercial broiler carcasses in u.s.(Stern, 1992). Most cases of the disease result from indirect transmission of Campylobactor from animals via milk, water and meat. In addition to Campylobactor jejuni. the closely relates species Campylobactor coli and Campylobactor lari have also been implicated as agents of gastroenteritis in humans. Campylobactor coli represented only approximately 3% of the Campylobactor isolates from patients with Campylobactor enteritis(Griffiths and Park, 1990) whereas Campylobactor coli is mainly isolated from pork(Lmmerding et al., 1988). Campylobactor jejuni has also been isolated from cases of bacteremia, appendicitis and, recently, has been associated with Guillai-Barre syndrome(Allos and Blaser, 1994; von Wulffen et al., 1994; Phillips, 1995). Studies in volunteers indicated that the infectious dose for Campylobactor jejuni is low(about 500 organisms)(Robinson, 1981). The methods traditionally used to detect Campylobactor ssp. in food require at least two days of incubation in an enrichment broth followed by plating and two days of incubation on complex culture media containing many antibiotics(Goossens and Butzler, 1992). Finnaly, several biochemical tests must be done to confirm the indentification at the species level. Therfore, sensitive and specific methods for the detection of small numbers of Campylobactor cells in food are needed. Polymerase chain reaction(PCR) assays targeting specific DNA sequences have been developed for the detection of Campylobactor(Giesendorf and Quint, 1995; Hemandex et al., 1995; Winter and Slavidk, 1995). In most cases, a short enrichment step is needed to enhance the sensitivity of the assay prior to detection by PCR as the number of bacteria in the food products is low in comparison with those found in dinical samples, and because the complex composition of food matrices can hinder the PCR and lower its sensitivity. However, these PCR systems are technically demanding to carry out and cumbersome when processing a large number of samples simutaneously. In this paper, an immunomagnetic method to concentrate Campylobactor cells present in food or clinical samples after an enrichment step is described. To detect specifically the thermophilic Campylobactor. a monoclonal antibody was adsorbed on the surface of the magnetic beads which react against a major porin of 45kDa present on the surface of the cells(Huyer et al., 1986). After this partial purification and concentration step, detection of bound cells was achieved using a simple, inexpensive microtitre plate-based hybridization system. We examined two alternative detection systems, one specific for thermophilic Campylobactor based on the detection of 23S rRNA using an immobilized DNA probe. The second system is less specific but more sensitive because of the high copy number of the rRNA present in bacterial cell($10^3-10^4$). By using specific immunomagnetic beads against thermophilic Campylobactor, it was possible to concentrate these cells from a heterogeneous media and obtain highly specific hybridization reactions with good sensitivity. There are several advantages in using microtitre plates instead of filter membranes or other matrices for hybridization techniques. Microtitre plates are much easier to handle than filter membranes during the adsorption, washing, hybridization and detection steps, and their use faciilitates the simultanuous analysis of multiple sample. Here we report on the use of a very simple detection procedure based on a monoclonal anti-RNA-DNA hybrid antibody(Fliss et al., 1999) for detection of the RNA-DNA hybrids formed in the wells.

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