• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제44권2호
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• pp.79-84
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• 2014

Purpose: While single-species biofilms have been studied extensively, we know notably little regarding multispecies biofilms and their interactions. The purpose of this study was to develop and evaluate an in vitro multispecies dental biofilm model that aimed to mimic the environment of chronic periodontitis. Methods: Streptococcus gordonii KN1, Fusobacterium nucleatum ATCC23726, Aggregatibacter actinomycetemcomitans ATCC33384, and Porphyromonas gingivalis ATCC33277 were used for this experiment. The biofilms were grown on 12-well plates with a round glass slip (12 mm in diameter) with a supply of fresh medium. Four different single-species biofilms and multispecies biofilms with the four bacterial strains listed above were prepared. The biofilms were examined with a confocal laser scanning microscope (CLSM) and scanning electron microscopy (SEM). The minimum inhibitory concentrations (MIC) for four different planktonic single-species and multispecies bacteria were determined. The MICs of doxycycline and chlorhexidine for four different single-species biofilms and a multispecies biofilm were also determined. Results: The CLSM and SEM examination revealed that the growth pattern of the multispecies biofilm was similar to those of single-species biofilms. However, the multispecies biofilm became thicker than the single-species biofilms, and networks between bacteria were formed. The MICs of doxycycline and chlorhexidine were higher in the biofilm state than in the planktonic bacteria. The MIC of doxycycline for the multispecies biofilm was higher than were those for the single-species biofilms of P. gingivalis, F. nucleatum, or A. actinomycetemcomitans. The MIC of chlorhexidine for the multispecies biofilm was higher than were those for the single-species biofilms of P. gingivalis or F. nucleatum. Conclusions: To mimic the natural dental biofilm, a multispecies biofilm composed of four bacterial species was grown. The 24-hour multispecies biofilm may be useful as a laboratory dental biofilm model system.

• 생명과학회지
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• 제28권4호
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• pp.496-507
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• 2018

톡소이드는 독성은 제거되고 항원성은 유지시킨 독소 단백질로써, 다양한 병원체의 감염 및 질병 예방을 위해 지속적으로 연구 되었다. 그러나, 톡소이드의 활성 감소 및 이와 함께 사용하는 어쥬번트의 부작용 등이 지속적으로 보고되면서, 면역성은 강화하고 어쥬번트의 사용은 줄일 수 있는 톡소이드 항원 전달 시스템이 필요하게 되었다. 따라서, 이러한 단점을 개선하고자 최근 새로운 백신과 약물 전달수송을 위해 다양한 분야에서 활용하고 있는 마이크로/나노 운반체를 톡소이드 항원에 도입하고 있다. 이와 같은 마이크로/나노 운반체는 미생물 자체를 이용하거나 미생물을 통해 생산해 낼 수도 있으며, 더 나아가 다양한 소재의 폴리머를 이용하여 제작할 수 있다. 본 총설에서는 톡소이드 항원 전달을 위한 마이크로/나노 운반체를 미생물 유래의 ghost cells (GCs), 그람 음성 세균이 분비하는 outer membrane vesicles (OMVs) 및 고분자 폴리머로 구성된 nanoparticles (NPs)으로 분류하였다. 마지막으로 각 운반체에 대한 톡소이드 항원의 전달 방식 및 이를 적용하였을 때 일어나는 면역반응에 대하여 서술하였으며, 이를 통해 향후 톡소이드의 효율 및 부작용이 개선되기를 기대한다.

• 한국토양환경학회지
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• 제1권2호
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• pp.91-101
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• 1996

최근에 식물을 이용한 탄화수소화합물의 정화방법은 특히, 넓은 범위에 거쳐 저농도로 오염되어 있는 토양인 경우에 앞으로 각광을 받을 가능성이 높은 새로운 연구분야로 주목을 받아왔다. 이의 기술을 실제 오염토양에 바로 적용하기전 적절한 설계에 필요한 예측 모델링의 필요성이 함께 요구되고 있다. 현재 녹지토양내의 용질과 식물과의 상호작용에 관한 많은 모델들이 나와있지만 대부분이 이온상태의 무기영향물이나 금속류의 경우에만 한정되어 있다. 본 연구에서는 토양내의 탄화수소화합물의 생물학적정화에 미치는 식물의 영향을 예측하기 위한 기본 수학적 모델식을 제안 하였다. 먼저 토양내의 식물뿌리가 토양수분과 오염물에게 미치는 영향과 비포화계층에서의 오염물의 이동현상 및 토양내 기/액상간의 물질전달을 수학적으로 나타내고자 하였으며 시간의 변화와 토양깊이별 식물의 오염물의 동태에 미치는 영향을 시뮬레이션하기 위하여 식물뿌리의 시간에 따른 양적성장과 깊이별 분포정도를 예측하기 위한 관계식도 아울러 모델링에 포함하였다. 오염물의 식물내의 흡수 및 생물막이론을 이용한 식물뿌리근처에서의 생물학적 분해에 관한 현상도 관계식을 이용 설명하고자 하였다. 본 연구에서 제시한 식물영향하의 탄화수소화합물의 토양내의 동태해석을 위한 모델식은 실제로 탄화수소화합물에 의해 오염된 토양을 식물을 이용하여 정화하고자 할때, 필요한 기본설계도구로서 유용하게 쓰여질 것으로 기대된다.

• 생태와환경
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• 제51권1호
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• pp.29-39
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• 2018

본 연구의 목적은 소양호 동물플랑크톤 군집의 장기적인 변동을 관찰하고 환경요인에 따른 영향을 알아보고자 하였다. 조사기간 동안 소양호 유역 강수량은 $705{\sim}1,779mm\;yr^{-1}$의 큰 변동을 보였으며, 이로 인한 호소의 수위변동과 함께 여름철 많은 양의 탁수가 유입되는 것으로 나타났다. 소양호 수질은 몬순기후로 인한 여름철 홍수기 탁수유입이 가장 중요한 환경요인으로 작용하였으며, 계절적 변화가 뚜렷하게 나타났다. 장기간 동안 소양호 동물플랑크톤 군집의 현존량은 2006년을 기준으로 이전과 이후로 뚜렷한 차이를 보였으며, 강우 이후 동물플랑크톤의 현존량이 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 소양호에서 동물플랑크톤은 1차적으로 이화학적 환경요인과 양의 상관성을 보였으며, 강우 시 유입된 높은 농도의 인과 유기물 증가가 동물플랑크톤 성장에 영향을 미친 것으로 판단되었다. 그러나 소양호에서 동물플랑크톤 군집의 변동은 이화학적 환경요인으로만 설명하는 데는 한계가 있었으며, 동물플랑크톤의 생물량 증가를 먹이망 내에서 top-down과 bottom-up 효과로 설명할 수 있었다. 결과적으로 소양호 동물플랑크톤의 생물량과 군집구조는 탁수유입에 따른 영양염과 유기물 공급, 식물플랑크톤 현존량 및 종 조성 그리고 동물플랑크톤 상호작용이 주요한 결정요인으로 작용한 것으로 판단되었다.

• Ocean and Polar Research
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• 제29권4호
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• pp.401-410
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• 2007

국내에서 해양원생동물의 연구는 1990년대 초반에 본격적으로 시작되어 주로 원생동물의 분포와 섭식 등에 관한 연구가 진행되어왔다. 본 논문에서는 마산만 표영 환경에서의 박테리아와 원생동물의 분포, 박테리아와 원생동물의 상호작용과 원생동물과 식물플랑크톤의 상호작용의 특성에 대해 알아보고 앞으로의 연구방향에 대해 토의하였다. 마산만에서 종속영양 미소편모류의 현존량은 평균 $1.2{\times}10^3\;cells\;mL^{-1}$, 종속영양 와편모류는 평균 $7.9{\times}10^4\;cells\;mL^{-1}$, 섬모충류는 평균 $4.0{\times}10^4\;cells\;L^{-1}$로 나타났으며 전반적으로 엽록소-a 농도, 박테리아와 원생동물의 현존량은 유기물 유입이 많은 내만 정점에서 높게 나타났다. 종속영양 미소편모류는 박테리아 이차생산의 약 69%를 제거하는 것으로 나타나 박테리아 생물량을 조절할 것으로 판단되며 소형부유동물은 미소조류 및 박테리아와 양의 상관관계를 보였고 식물플랑크톤에 대한 섭식율(평균 24%)로 인해 이들 생물군집들에게 영향을 주었을 것으로 추정된다. 따라서 마산만에서 원생동물은 박테리아와 미소조류의 성장을 조절하고 이들의 생물량을 상위영양단계로 직접 전달하는 것으로 사료된다. 특히 종속영양 미소편모류는 마산만에서 박테리아의 주 포식자일 것으로 추정된다. 또한 마산만은 후생동물 먹이망보다 미세생물 먹이망이 상당히 잘 발달된 곳으로 추정된다.

• KSBB Journal
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• 제22권6호
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• pp.371-377
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• 2007

나노기술과 바이오기술의 융합연구에 의해 나노바이오기술이 발전되고 있다. 나노바이오기술의 중요한 응용연구 중의 하나로서, 진단이나 바이오센서 분야에서 단백질-단백질 및 단백질-바이오물질간의 상호작용을 연구하기 위한 단백질 센서 칩이 개발되어 왔다. 본 논문에서는 단백질의 선택적 고정화를 위한 새로운 생체고분자 기질로 PHA를 이용하는 첫 번째 예로서, 단백질-단백질 및 항원-항체 반응의 구현을 나타내고자 하였다. 본 시스템은 PHA 표면 위에서 PHA depolymerase의 SBD와의 선택적 결합에 기반한 것으로, PHA depolymerase의 SBD와 융합된 단백질이 PHA가 코팅된 표면 위에 spotting 될 수 있고 미세접촉인쇄방법에 의해 PHA 위에 미세패턴이 제조되어지는 것을 알 수 있었다(52, 53). 이러한 새로운 전략이 PHA depolymerase의 SBD와 다른 단백질을 융합함으로서 미세 spotting과 미세패터닝이 가능하게 되었고 항원-항체의 생물학적 반응을 통해 많은 바이오센서 칩 연구에 응용될 수 있음을 확인하였다. 또한, PHA 마이크로 비드에도 PHA depolymerase의 SBD와 융합된 단백질을 고정시킴으로서 항원-항체 반응을 유도할 수 있음을 확인하였다(54). PHA의 구조를 변경하여 PHA 기판, PHA 필름, PHA 미세패턴, PHA 마이크로 비드 등을 이용할 수 있으며 multiplex assay를 동시에 진행할 수 있는 다양한 융합 단백질을 사용할 수 있을 것이다. 생분해성 플라스틱으로서 성공적으로 개발된 PHA를 이용한 새로운 플랫폼 기술이 PHA depolymerase의 SBD를 이용함으로서 특이적이고 선택적인 단백질의 고정화에 이용될 수 있음을 확인하였다. 본 전략이 다양한 단백질-단백질 및 단백질-바이오물질 반응을 이용한 바이오칩 및 바이오센서의 응용연구에 유용하게 사용될 것이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권12호
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• pp.1782-1789
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• 2012

We have developed a novel type of polymer nanogel loaded with anticancer drug based on bio-derived poly(${\gamma}$-glutamic acid) (${\gamma}$-PGA). ${\gamma}$-PGA is a highly anionic polymer that is synthesized naturally by microbial species, most prominently in various bacilli, and has been shown to have excellent biocompatibility. Thiolated ${\gamma}$-PGA was synthesized by covalent coupling between the carboxyl groups of ${\gamma}$-PGA and the primary amine group of cysteamine. Doxorubicin (Dox)-loaded ${\gamma}$-PGA nanogels were fabricated using the following steps: (1) an ionic nanocomplex was formed between thiolated ${\gamma}$-PGA as the negative charge component, and Dox as the positive charge component; (2) addition of poly(ethylene glycol) (PEG) induced hydrogen-bond interactions between thiol groups of thiolated ${\gamma}$-PGA and hydroxyl groups of PEG, resulting in the nanocomplex; and (3) disulfide crosslinked ${\gamma}$-PGA nanogels were fabricated by ultrasonication. The average size and surface charge of Dox-loaded disulfide cross-linked ${\gamma}$-PGA nanogels in aqueous solution were $136.3{\pm}37.6$ nm and $-32.5{\pm}5.3$ mV, respectively. The loading amount of Dox was approximately 38.7 ${\mu}g$ per mg of ${\gamma}$-PGA nanogel. The Dox-loaded disulfide cross-linked ${\gamma}$-PGA nanogels showed controlled drug release behavior in the presence of reducing agents, glutathione (GSH) (1-10 mM). Through fluorescence microscopy and FACS, the cellular uptake of ${\gamma}$-PGA nanogels into breast cancer cells (MCF-7) was analyzed. The cytotoxic effect was evaluated using the MTT assay and was determined to be dependent on both the concentration and treatment time of ${\gamma}$-PGA nanogels. The bio-derived ${\gamma}$-PGA nanogels are expected to be a well-designed delivery carrier for controlled drug delivery applications.

• 생명과학회지
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• 제23권11호
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• pp.1409-1414
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• 2013

림프절은 체내로 침입한 병원체에 반응하여 성숙한 림프구들이 활성화 되는 곳이다. 림프구들은 스트로마의 구조적 뼈대를 따라 동계항원을 제시하고 있는 항원제시세포의 표면을 탐색한다. Fibroblastic reticular cells(FRC)는 림프절 T zone에서 3차원구조 네트워크를 형성하는데 관여하는 스트로마 세포로 유입되는 T 림프구들에 대한 안내길을 제공한다. 이런 상호 협력적인 환경에서 FRC와 T세포의 양방향적 관계는 림프절의 정상적 기능을 수행하는데 필수적이다. FRC는 물리적으로 림프절 조형물을 형성 할 뿐만 아니라 T세포 생물학적 기능조절에도 필수적이다. FRC는 T 림프구와 상호 반응하며 T세포에 발판을 제공하고 T세포 면역반응에 영향을 미치는 용해성 인자들을 방출한다. 최근에는 FRC는 말초에서 자기 관용 T세포 생성에도 관여하며 림프절에서 활성화된 T세포 분열을 조절하는데도 관여하고 있다. 따라서, FRC와 T세포 상호간 협력은 림프절에서 T세포기능을 조절하는데 중요한 결과를 야기한다. 더욱이, FRC는 염증 상황에서 항생펩타이드, 보체 등의 분비를 통한 선천성 면역에도 중요한 역할도 한다. 결론적으로 FRC와 T세포 상호간에 T세포 생물학적 효능을 증대를 위해 양방향성 접촉을 하며 이러한 상호 협력적 피드백은 면역반응 동안 조직기능 유지를 돕게 된다.

• 치위생과학회지
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• 제15권2호
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• pp.209-219
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• 2015

치주질환과 관련된 세균인 S. gordonii, F. nucleatum 및 P. gingivalis의 상호작용이 군집 형성에 미치는 영향을 알아보고자 trypticase soy hemin menadione broth에 단독 및 열처리한 사균과 혼합 분주하여 혐기성 균배양조를 통해 $37^{\circ}C$ $CO_2$ 배양기에서 anearobic gas pack 하에 7일간 배양하였다. 군집 형성 정도를 확인하기 위해 흡광도를 측정하였으며, 군집 구조 및 형태를 확인하기 위해 주사전자현미경으로 관찰하였다. P. gingivalis의 병원성에 미치는 영향을 확인하기 위해 real-time RT-PCR를 통해 gingipain인 HRgpA를 생성하는 rgpA 유전자에 대한 발현 분석을 시행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. S. gordonii와 P. gingivalis의 군집 형성은 다른 사균들에 의해 증가하였다. F. nucleatum의 경우 P. gingivalis 사균에 의해 증가하는 양상을 보였으나 S. gordonii 사균에 의해서는 군집 형성이 감소되었다. 따라서 본 실험에 사용된 균주는 군집 형성 시 상호작용 인자뿐 아니라 세균 입자 그 자체 등을 통해서도 서로 영향을 주는 것으로 생각된다.

• 한국해양바이오학회지
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• 제16권1호
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• pp.63-86
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• 2024

This study analyzed the distribution, diversity, and density variation of algal clusters in a freshwater reservoir from an oceanic island and a traditional inland water system to gain insights on future marine freshwater resource management. In the Paldang water system (Han River), despite the upstream Paldang Dam and the downstream Jamsil underwater reservoir being in the same meteorological zone, their algae density patterns varied inversely. The distinct algal cluster structure (diversity/dominance) of Paldang was altered in the downstream reservoir, suggesting that physical devices aid algae management in traditional water systems. In contrast, 24 out of 35 genera (63.2%) identified in the Jeolgol Reservoir (Baeknyeong Island) were unique, lacking regulatory mechanisms, and existing in a complex ecotone. The desmid Chlorophyceae Cosmarium, adapted to higher photosynthetic stress and low temperatures, dominated in January (38.04%) and August (86.45%) during the periods of extreme photosynthetic stress. Jeolgol's annual algal cluster structure (H' 2.097; D 0.259; S' 35) demonstrated higher stability than Paldang (H' 1.125; D 0.448; S' 13) and the Jamsil underwater reservoir (H' 1.078; D 0.469; S' 12), maintaining an H' above 1.5 even during midwinters. No evidence of TN/TP inflow from surrounding soils was observed, even during torrential rainfalls, with phosphorus being the limiting factor for algal growth. TOC, BOD, chlorophyll-a, and turbidity peaked during Cosmarium bloom. Future climate change is expected to cause fluctuations in algal clusters and related water quality factors. The complex transitional nature of the Jeolgol Reservoir, its algal diversity, and the interspecies interactions contribute to the high stability of its algal community.