• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제31권4호
• /
• pp.584-591
• /
• 2021

Marine algae (seaweed) encompass numerous groups of multicellular organisms with various shapes, sizes, and colors, and serve as important sources of natural bioactive substances. The brown alga Ecklonia cava Kjellman, an edible seaweed, contains many bioactives such as phlorotannins and fucoidans. Here, we evaluated the antioxidative, neuroprotective, and anti-apoptotic effects of E. cava extract (ECE), E. cava phlorotannin-rich extract (ECPE), and the phlorotannin dieckol on neuronal PC-12 cells. The antioxidant capacities of ECPE and ECE were 1,711.5 and 1,050.4 mg vitamin C equivalents/g in the ABTS assay and 704.0 and 474.6 mg vitamin C equivalents/g in the DPPH assay, respectively. The dieckol content of ECPE (58.99 mg/g) was approximately 60% higher than that of ECE (36.97 mg/g). Treatment of PC-12 cells with ECPE and ECE increased cell viability in a dose-dependent manner. Intracellular oxidative stress in PC-12 cells due to ECPE and ECE decreased dose-independently by up to 63% and 47%, respectively, compared with the stress control (323%). ECPE reduced the production of the pro-apoptotic proteins Bax and caspase-3 more effectively than ECE. Early and late apoptosis in PC-12 cells were more effectively decreased by ECPE than ECE treatments. From the results obtained in this study, we concluded that ECPE, which is rich in phlorotannins, including the marker compound dieckol, may be applied to the development of functional materials for improving cognition and memory.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
• /
• 제23권2호
• /
• pp.121-130
• /
• 2019

Glutamate toxicity-mediated mitochondrial dysfunction and neuronal cell death are involved in the pathogenesis of several neurodegenerative diseases as well as acute brain ischemia/stroke. In this study, we investigated the neuroprotective mechanism of dieckol (DEK), one of the phlorotannins isolated from the marine brown alga Ecklonia cava, against glutamate toxicity. Primary cortical neurons ($100{\mu}M$, 24 h) and HT22 neurons (5 mM, 12 h) were stimulated with glutamate to induce glutamate toxic condition. The results demonstrated that DEK treatment significantly increased cell viability in a dose-dependent manner ($1-50{\mu}M$) and recovered morphological deterioration in glutamate-stimulated neurons. In addition, DEK strongly attenuated intracellular reactive oxygen species (ROS) levels, mitochondrial overload of $Ca^{2+}$ and ROS, mitochondrial membrane potential (${\Delta}{\Psi}_m$) disruption, adenine triphosphate depletion. DEK showed free radical scavenging activity in the cell-free system. Furthermore, DEK enhanced protein expression of heme oxygenase-1 (HO-1), an important anti-oxidant enzyme, via the nuclear translocation of nuclear factor-like 2 (Nrf2). Taken together, we conclude that DEK exerts neuroprotective activities against glutamate toxicity through its direct free radical scavenging property and the Nrf-2/HO-1 pathway activation.

• 환경생물
• /
• 제39권1호
• /
• pp.81-87
• /
• 2021

2008년 4월부터 2009년 3월까지 1년간 우리나라 서남해안 함평만의 도리포에서는 조간대의 해조류 식물 군집과 가입리에서는 식용 해조류 가시파래의 월별 변동성을 매월 조사하였다. 조사된 해조류는 총 22종이었으며, 녹조류 5종, 갈조류 4종 그리고 홍조류 13종이었다. 함평만 도리포 암반 조간대에서 연간 우점하는 해조류는 구멍갈파래였고, 준 우점종은 잎파래와 애기가시덤불이었다. 조간대 상부에서 하부에 이르는 수직분포는 잎파래 - 애기가시덤불 - 구멍갈파래 - 지충이었다. 가시파래의 생물량은 6월에 최대를 보였고 11월에 최소를 보였으며, 2.4-98.2 g dry wt. m^-2 범위를 나타냈다. 가시파래의 생물량은 수온과 연관이 있어 보이지만 영양염류 및 빛의 강도 같은 기타 환경요인과의 관계는 추후 지속적인 연구가 요구된다.

• ALGAE
• /
• 제38권2호
• /
• pp.127-139
• /
• 2023

Cryptic stages of diverse macroalgae present in natural substrata, "the bank of microscopic forms", were isolated into clonal cultures and identified based on both morphological characteristics and DNA barcoding. Approximately 120 clonal isolates from 308 natural substratum samples were collected from the entire coastline of Kuwait. Amongst these isolates, 77 (64%) were identified through DNA barcoding using the nuclear ribosomal small subunit, RuBisCO spacer (ITS2, tufa, rbcL, psaA, and psbA) and sequencing. Twenty-six isolates (34%) were identified in the division Chlorophyta, 18 (23%) as Phaeophyceae, and 33 (43%) as Rhodophyta. For all DNA sequences in this study, species-level cut off applied was ≥98% homology which depend entirely on the markers used. Three putative new records of Chlorophyta new for the Arabian Gulf were made: Cladophora laetevirens (Dillwyn) Kützing, Ulva torta (Mertens) Trevisan and Ulvella leptochaete (Huber) R. Nielsen, C. J. O'Kelly & B. Wysor in Nielsen, while Cladophora gracilis Kützing and Ulva ohnoi M. Hiraoka & S. Shimada are new records for Kuwait. For Phaeophyceae, Ectocarpus subulatus Kützing and Elachista stellaris Areschoug were new records for the Gulf and Kuwait. In the Rhodophyta, Acrochaetium secundatum (Lyngbye) Nägeli in Nägeli & Cramer, Ceramium affine Setchell & N. L. Gardner, Gelidium pusillum var. pakistanicum Afaq-Husain & Shameel and Dasya caraibica Børgesen are new records for the Gulf and Kuwait, while the red alga Stylonema alsidii (Zanardini) K. Drew is a new record for Kuwait. Several isolates identified corresponded to genera not previously reported in Kuwait and / or the Arabian Gulf, such as Porphyrostromium Trevisan, a new genus from the Bangiales, and two unidentified species for the Planophilaceae Škaloud & Leliaert. The isolates cultivated from substrata enhance understanding of the marine macroalgal diversity in the region and confirmed that the Germling Emergence Method is suitable for determining the actual diversity of a given study area through isolation from cryptic life-history phases.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.156-165
• /
• 2011

고군산군도의 해조상 및 군집구조를 파악하기 위해 7개 정점을 선정하여 2008년 12월부터 2009년 11월까지 계절별 조사를 실시하였다. 고군산군도에서 출현한 해조류는 총 58종으로, 녹조식물 10종, 갈조식물 16종, 홍조식물 32종이 채집 동정되었으며, 그 중 11종은 연중 출현하였다. 평균 생물량은 Sinsido 1 정점에서 213.8 g $m^{-2}$, Sinsido 2 정점에서 143.1 g $m^{-2}$, Sinsido 3 정점에서 133.3 g $m^{-2}$, Munyeodo 정점에서 164.0 g $m^{-2}$, Seonyudo 정점에서 116.9 g $m^{-2}$, Jangjado 정점에서 145.1 g $m^{-2}$으로 Sinsido 1 정점에서 가장 높은 생물량을 보였으며, Sinsido 4 정점에서 최저 생물량을 나타냈다. 생물량에서 우점종은 지충이(Sargassum thunbergii), 구멍갈파래(Ulva pertusa), 톳(Sargassum fusiforme) 및 작은구슬산호말(Corallina pilulifera)이었으며, 지충이는 전 계절에 걸쳐 가장 높은 생물량을 보여 이 지역 대표종으로 확인되었다. 이 지역의 6개 기능형군은 성긴분기형(46.6%), 사상형(27.6%), 엽상형(17.2%), 다육질형(3.4%), 유절산호말형(3.4%), 각상형(1.7%)군으로 구분되었다. 해조류의 지역적 특성의 기준으로 이용되는 C/P, R/P 그리고 (R+C)/P값은 각각 0.33~0.75, 1.11~2.50, 1.47~3.25이었다. 종다양도지수(H')와 우점도지수(DI)로 본 고군산군도의 해조군집 안정도는 '불안정'하고 환경상태는 '나쁜것'으로 나타났다. MDS와 군집분석 결과, Sinsido 2, Sinsido 3, Seonyudo, Munyeodo로 이루어진 그룹, Sinsido 1, Jangjado로 이루어진 그룹, 그리고 Sinsido 4로 이루어진 총 3개의 군집으로 분류되었으며, 암반이 적어 해조류가 빈약하였던 Sinsido 4는 다른 정점과 유사도에서 차이를 나타냈다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제44권3호
• /
• pp.400-407
• /
• 2016

인삼 유묘 뿌리 주변에서 자라고 있는 단세포 녹색 조류, 클로렐라 불가리스 KNUA027을 순수분리한 후 본 분리균주의 생물공학적 활용 가능성에대해조사를 실시하였다. 가스크로마토그래프/질량분석기를 이용한 분석 결과, 본 균주에는 영양학적으로 중요한 알파 리놀렌산(C_18:3 ω3, 45.8%, 50.8 mg/g) 및 헥사데카트리엔산(C_16:3 ω3, 11.8%, 13.1 mg/g)과 같은 다가불포화지방산이 풍부한 것으로 밝혀졌다. 따라서, 본 국내 토착 미세조류는 잠재적인 오메가-3 다가불포화지방산 원료가 될 수 있다고 사료된다. 또한, 바이오디젤 생산에 적합한 것으로 알려져 있는 팔미트산(C_16:0, 37.1%, 41.2 mg/g) 역시 본 균주에 의해 주요 지방산 성분으로 생합성 되는 것으로 확인되었다. 근사분석 결과 KNUA027 균주의 휘발성물질 함량은 88.5%였으며, 원소분석 결과 고위발열량은 19.8 MJ/kg으로 나타났다. 본 KNUA027 균주를 이용한 연구결과는 미세조류 기반 바이오연료와 바이오매스 생산을 위한 기초자료 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

• ALGAE
• /
• 제32권1호
• /
• pp.57-66
• /
• 2017

The red alga Gracilaria vermiculophylla, a species native to the waters of Korea and Japan, has invaded marine coastal areas of Europe and the Americas, thriving in conditions that differ from those of its native habitat. In recent years, G. vermiculophylla has been discovered in the Long Island Sound (LIS) estuary growing alongside the native congener Gracilaria tikvahiae. The goal of this study was to determine whether the two strains of G. vermiculophylla from different regions of the world have evolved genetic differences (i.e., ecotypic differentiation) or if the physiological performance of the strains simply reflects phenotypic plasticity. Two strains of G. vermiculophylla (isolated in Korea and LIS) and a strain of the LIS native G. tikvahiae were grown for four weeks under temperatures ranging from 20 to $34^{\circ}C$ using a temperature gradient table (all other environmental conditions were kept constant). At the end of each week, wet weight of each sample was recorded, and thalli were reduced to the original stocking density of $1gL^{-1}$ (excess biomass was preserved for tissue carbon and nitrogen analysis). Generally, the growth rates of Korean G. vermiculophylla > LIS G. vermiculophylla > G. tikvahiae. After one week of growth G. tikvahiae grew 9.1, 12.0, 9.4, and 0.2% $d^{-1}$, at temperatures of 20, 24, 29, and $34^{\circ}C$, respectively, while G. vermiculophylla (LIS) grew 6.6, 6.2, 5.7, and 3.6% $d^{-1}$. G. vermiculophylla (Korea) grew 15.4, 22.9, 23.2, and 10.1% $d^{-1}$, much higher than the two strains currently inhabiting the LIS. On average, the LIS G. vermiculophylla strain contained 4-5% DW N, while the Korean strain and G. tikvahiae had more modest levels of 2-3% N DW. However, tissue N content declined as temperature increased in LIS and Korean G. vermiculophylla. The non-native haplotype may have evolved genetic differences resulting in lower growth capacity while concentrating significantly more nitrogen, giving the non-native a competitive advantage.

• 한국수산과학회지
• /
• 제36권1호
• /
• pp.24-29
• /
• 2003

규조류 C. calcitrans와 S. costatum, 그리고 Chaetoceros spp. 생육저해 활성을 가지는 해양세균, Shewanella sp. SR-14와 그 저해활성이 없는 V. alginolyticus의 지방산 조성을 분석하고 이들 해양세균과 규조류를 각각 혼합배양하였을 때 규조류의 지방산 조성변화를 측정하였다. Peptone broth에서 $20^{\circ}C$, 3일간 배양한 Shewanella sp. SR-14의 주요 지방산 조성은 16:1n-7 $(29.4\%)$과 16:0 $(19.2\%)$이었으나, V. alginolyticus의 경우는 16:0 $(23.7\%)$ 16:1n-7 $(27.7\%)$ 및 18:1n-7 $(21.0\%)$이었으며, 이들 세균을 Conwy 배지에서 재배양 하였을 때 그 조성은 peptone broth에서 배양한 균체와 약간의 변화가 있었다. 순수배양한 미세조류의 주요 지방산은 C. calcitrans의 경우 16:1n-7 $(33.3\%),$ 16:0 $(27.1\%)$ 및 14:0 $(12.1\%)$ 이었고, S. costatum은 16:1n-7 $(28.9\%),$ 16:0 $(21.6\%)$ 및 20:5 $(19.8\%)$이었다. 세균과 혼합배양한 규조류의 지방산 조성은 Shewanella sp. SR-l4와 혼합배양한 경우 순수배양한 조체에 비하여 포화지방산의 비율은 감소하였으나 불포화지방산의 비율은 증가하였으며, 그 변동율은 C. calcitrans의 경우가 S. costatum보다 높았다. 그러나 V. alginolyticus와 혼합배양한 경우 C. calcitrans는 포화지방산이 증가한 반면 불포화지방산은 감소하는 경향을 나타내었고, S. costatum은 순수 배양한 조체와 큰 차이를 보이지 않았다. 그래서 C. calcitrans는 Shewanella sp. SR-14에 의하여 불포화지방산의 조성이 증가되고, 이러한 지방산은 이 균이 생성하는 조류증식 저해물질과 상승적으로 작용하여 더욱 조류의 증식이 억제되는 것으로 시사되었다.

• ALGAE
• /
• 제29권1호
• /
• pp.47-55
• /
• 2014

To develop effective and safe acne vulgaris therapies with a continuing demand for new solutions, we investigated unique efficacy of an antibacterial agent from marine brown alga Eisenia bicyclis in treating acne vulgaris. The methanolic extract of E. bicyclis exhibited potential antibacterial activity against acne-related bacteria. The ethyl acetate fraction showed the strongest antibacterial activity against the bacteria among solvent fractions. Six compounds (1-6), previously isolated from the ethyl acetate fraction of E. bicyclis, were evaluated for antibacterial activity against acne-related bacteria. Among them, compound 2 (fucofuroeckol-A [FF]) exhibited the highest antibacterial activity against acne-related bacteria with a minimum inhibitory concentration (MIC) ranging from 32 to $128{\mu}g\;mL^{-1}$. Furthermore, FF clearly reversed the high-level erythromycin and lincomycin resistance of Propionibacterium acnes. The MIC values of erythromycin against P. acnes were dramatically reduced from 2,048 to $1.0{\mu}g\;mL^{-1}$ in combination with MIC of FF ($64{\mu}g\;mL^{-1}$). The fractional inhibitory concentration indices of erythromycin and lincomycin were measured from 0.500 to 0.751 in combination with 32 or $64{\mu}g\;mL^{-1}$ of FF against all tested P. acnes strains, suggesting that FF-erythromycin and FF-lincomycin combinations exert a weak synergistic effect against P. acnes. The results of this study suggest that the compounds derived from E. bicyclis can be a potential source of natural antibacterial agents and a pharmaceutical component against acnerelated bacteria.

• 한국수산과학회지
• /
• 제35권3호
• /
• pp.242-246
• /
• 2002

부산의 기장군 지역 조하대에 폭넓게 분포하는 무절석회조류의 한 종인 납작돌잎 (Lithophyllum yessoense)을 대상으로 하여 사분포자의 배양환경에 따른 생장과 사분포자 방출량을 정량화 함으로써 포자방출 양상을 구명하고자 하였다. 포자의 배양실험은 2000년 3월에 채집한 납작돌잎 사분포자체로부터 사분포자를 받아 수행하였다. 배양조건은 온도는 5조건 (5, 10, 15, 20, $25^{\circ}C$), 광량은 4조건 (0, 20, 50, 100$\mu$mol${\cdot}m^{-2}$${\cdot}s^{-1}$)과 염분농도는 6조건 (0, 9, 17, 25, 34, 43 ppt) 하에서 각각 포자의 상대생장률을 측정하였다. 월별 포자방출의 정량화는 2000년 8월부터 2001년 7월까지 매월 시료를 채집하여 50${\mu}mol\;m^{-2}s^{-1},\;15^{\circ}C$과 16:8h (L:D) 조건하에서 48시간 동안 방출된 포자의 총 수를 계수하였다. 배우체의 최적 생장 조건은 $20^{\circ}C$, $20{\mu}mol m^{-2}. s^{-1}$과 34ppt조건이었으며, 최대 상대생장률은 $20^{\circ}C$ 조건에서 0.1232였다. 포자의 방출량은 9월에 사분포자체 단위면적 ($cm^2$) 당 266개로 최고치를 보였고, 연중 1월부터 3월까지의 시기를 제외한 모든 시기에 포자가 방출되는 것으로 나타났다.