• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제30권9호
• /
• pp.1305-1309
• /
• 2020

Insects possess biological defense systems that can effectively combat the invasion of external microorganisms and viruses, thereby supporting their survival in diverse environments. Antimicrobial peptides (AMPs) represent a fast-acting weapon against invading pathogens, including various bacterial or fungal strains. A 37-residue antimicrobial peptide, papiliocin, derived from the swallowtail butterfly Papilio xuthus larvae, showed significant antimicrobial activities against several human pathogenic bacterial and fungal strains. Jelleines, isolated as novel antibacterial peptides from the Royal Jelly (RJ) of bees, exhibit broad-spectrum protection against microbial infections. In this study, we developed a novel antimicrobial peptide, PAJE (RWKIFKKPFKISIHL-NH₂), which is a hybrid peptide prepared by combining 1-7 amino acid residues (RWKIFKK-NH₂) of papiliocin and 1-8 amino acid residues (PFKISIHL-NH₂) of Jelleine-1 to alter length, charge distribution, net charge, volume, amphipaticity, and improve bacterial membrane interactions. This novel peptide exhibited increased hydrophobicity and net positive charge for binding effectively to the negatively charged membrane. PAJE demonstrated antimicrobial activity against both gram-negative and gram-positive bacteria, with very low toxicity to eukaryotic cells and an inexpensive process of synthesis. Collectively, these findings suggest that this novel peptide possesses great potential as an antimicrobial agent.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
• /
• 제36권2호
• /
• pp.25-30
• /
• 2018

The larvae of Hermetia. illucens have a high probability of coming into contact with microorganisms such as bacteria and fungi. Therefore, the survival of H. illucens is primarily the protection of their own against microbial infection. This effect depends on the development of the innate immune system. Antimicrobial Peptides (AMPs) exhibit antimicrobial activity against other bacterial strains and can provide important data to understand the basis of the innate immunity of H. illucens. In this study, we injected larvae with Enterococcus. faecalis (gram-positive bacteria) and Serratia. marcescens as (gram-negative bacteria) to test the hypothesis that H. illucens is protected from infection by its immune-related gene expression repertoire. To identify the inducible immune-related genes, we performed and cataloged the transcriptomes by RNA-Seq analysis. We compared the transcriptomes of whole larvae and obtained a DNA fragment of 465 bp including the poly (A) tail by RACE as a novel H. illucens immune-related gene against bacteria. A novel target mRNA expression was higher in immunized larvae with E. faecalis and S. marcescens groups than non-immunized group. We expect our study to provide evidence that the global RNA-Seq approach allowed for the identification of a gene of interest which was further analyzed by quantitative RT-PCR, together with genes chosen from the available literature.

• 한국해양생명과학회지
• /
• 제6권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2021

In marine ecosystems, the biosynthesis and catabolism of dimethylsulfoniopropionate (DMSP) by marine bacteria is critical to microbial survival and the ocean food chain. Furthermore, these processes also influence sulfur recycling and climate change. Recent studies using emerging genome sequencing data and extensive bioinformatics analysis have enabled us to identify new DMSP-related genes. Currently, seven bacterial DMSP lyases (DddD, DddP, DddY, DddK, DddL, DddQ and DddW), two acrylate degrading enzymes (DddA and DddC), and four demethylases (DmdA, DmdB, DmdC, and DmdD) have been identified and characterized in diverse marine bacteria. In this review, we focus on the biochemical properties of DMSP cleavage enzymes with special attention to DddD, DddA, and DddC pathways. These three enzymes function in the production of acetyl coenzyme A (CoA) and CO₂ from DMSP. DddD is a DMSP lyase that converts DMSP to 3-hydroxypropionate with the release of dimethylsulfide. 3-Hydroxypropionate is then converted to malonate semialdehyde by DddA, an alcohol dehydrogenase. Then, DddC transforms malonate semialdehyde to acetyl-CoA and CO₂ gas. DddC is a putative methylmalonate semialdehyde dehydrogenase that requires nicotinamide adenine dinucleotide and CoA cofactors. Here we review recent insights into the structural characteristics of these enzymes and the molecular events of DMSP degradation.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제32권7호
• /
• pp.877-884
• /
• 2022

Probiotics are microorganisms that can benefit host health when ingested in a live state, and lactic acid bacteria are the most common type. Among fungi, Saccharomyces boulardii (SB) is the only strain known to have a probiotic function with beneficial effects on colitis; however, information on other probiotic yeast strains is limited. Therefore, this study aimed to discover yeast strains expressing intestinal anti-inflammatory activities by exhibiting probiotic properties in dextran sodium sulfate (DSS)-induced colitis mice model. Nuruk (Korean traditional fermentation starter) containing various microbial strains was used as a source for yeast strains, and S. cerevisiae 28-7 (SC28-7) strain was selected with in vitro and in vivo characteristics to enable survival in the intestines. After 14 days of pretreatment with the yeast strains, DSS was co-administered for six days to induce colitis in mice. The results revealed that the disease activity index score was lowered by SC28-7 treatment compared to the DSS group, and the colon length and weight/length ratio were recovered in a pattern similar to that of the normal group. SC28-7 administration significantly reduced the secretion of pro-inflammatory cytokines in the serum and modified the mRNA expression of inflammatory cytokines (interleukin-1β, transforming growth factor-β, and interferon-γ) and proteins involved in gut barrier functions (mucin 2, mucin 3, zonula occludens-1, and occludin) in colon tissues. These results indicate that SC28-7 attenuates DSS-induced colon damage and inflammation, supporting its future use as a probiotic yeast for treating and preventing intestinal inflammatory diseases such as inflammatory bowel disease.

• Journal of Ecology and Environment
• /
• 제47권2호
• /
• pp.14-26
• /
• 2023

Background: An important consideration for the risk assessment of transgenic plants is their overwintering potential in a natural ecosystem, which allows the survival of the seed bank and may lead to seed reproduction. Here, we investigated the overwintering of sunflower (Helianthus annuus L.) seeds in the laboratory (temperatures: -5, -1, 5, and 10℃) and in the field (burial depth: 0, 5, 15, and 30 cm) as a case study to examine the invasiveness of transgenic crops. Results: Sunflower seeds germinated when incubated at 5℃ and 10℃ for 2, 4, 6, and 12 weeks but not when incubated at -5℃ or -1℃. However, the seeds incubated at -5℃ or -1℃ germinated when they were transferred to the optimal germination temperature (25℃). Up to 16.5% and 15.0% of seeds were dormant when cultured at sub-zero temperatures in a Petri dish containing filter paper and soil, respectively. In the field trial, soil temperature, moisture, and microbial communities differed significantly between soil depths. Germination-related microorganisms were more distributed on the soil surface. Seeds buried on the surface decayed rapidly from 4 weeks after burial, whereas those buried at depths of 15 cm and 30 cm germinated even 16 weeks after burial. No dormancy was detected for seeds buried at any depth. Conclusions: Although sunflower seeds did not overwinter in situ in this study, we cannot exclude the possibility that these seeds lie dormant at sub-zero temperatures and then germinate at optimal temperatures in nature.

• 대한임상독성학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.81-91
• /
• 2023

Purpose: Edible insect extracts have been used as an alternative source for medicinal supplements due to their significant antioxidative and anti-inflammatory activity. Recent studies have reported that anti-microbial peptides from insects have neuroprotective effects on dopamine toxins. The purpose of this study was to investigate the protective functions of mealworm (Tenebrio molitor) extract (MWE) on N-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)-induced cellular toxicity in SH-SY5Y neuroblastoma cells. Methods: Cellular toxicity induced by the MPTP toxin and the impact of MWE on cell survival were analyzed using MTT assays. DAPI staining was performed to observe apoptotic phenomena caused by MPTP. Changes in caspase-3 activity and protein expression were observed using enzyme activity assays and western blot assays, respectively. Results: MWE exerted significant antioxidant activity, which was measured by both DPPH and ABTS radical assays, with a dose-dependent relationship. Furthermore, MWE resulted in cellular proliferation in SHSY5Y cells in a dose-dependent manner. Furthermore, MWE pretreatment significantly inhibited MPTP-induced cytotoxicity, with a dose-dependent relationship. The morphological characteristics of apoptosis and increased reactive oxygen species induced by MPTP were also significantly reduced by MWE pretreatment. Conclusion: MWE treatment significantly attenuated MPTP-induced changes in the levels of proteins associated with apoptosis, such as caspase-3 and PARP. These findings suggest that MWE exerts neuroprotective effects on human neuroblastoma SH-SY5Y cells subject to MPTP-induced dopaminergic neurodegeneration.

• 한국식품위생안전성학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.178-188
• /
• 2015

본 연구는 계란가공전문업체에서 생산하는 즉석섭취 알가공품의 미생물학적 안전성을 분석한 연구로 제품의 종류에 따라 일반세균 및 coliforms의 오염수준의 차이가 매우 크며 식중독균의 증식/생존 양상에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 즉석섭취 알 가공품 중 계란구이의 가공 공정단계에서 미생물 오염도를 조사한 결과에 따르면 공정 초기단계에서 aerobic plate counts 오염 수준은 높았으나 가열 성형 공정 이후 급격하게 감소하여 공정 과정 이후 낮은 수준으로 유지하는 것으로 보아 HACCP 공정에서의 CCP 관리는 적절하게 수행되고 있는 것으로 나타났다. 완제품의 경우 치즈, 참치, 피자오믈렛과 계란구이, 계란 찜은 미생물 규격 기준에 부합하였으나 떡갈비오믈렛과 지단채는 허용 불가능한 수준으로 확인되었다. 특히 지단채의 경우 레토르트 공정을 거치지 않는 제조 공정에 따른 특성 때문인 것으로 판단되어 이를 보완할 수 있는 관리 방안이 필요할 것으로 보이며, 오믈렛의 경우 계란 이외의 내용물이 추가 주입되므로 부 재료의 관리도 중요한 것으로 나타났다. 또한 병원성 식중독균을 인위적으로 오염시킨 즉석섭취 알 가공품을 4, 10, $15^{\circ}C$에 저장하면서 미생물의 증식 및 생존을 관찰한 결과, L. monocytogenes는 저장 기간 내 모든 온도에서 증식하였다. 특히 계란구이에서 S. Typhimurium과 E. coli는 $4^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$ 저장조건에서 사멸하였으나, $15^{\circ}C$ 저장조건에서는 동일한 저장기간 동안에 급격하게 성장하는 것으로 나타나, 유통/판매 조건에서 온도 관리 또한 철저하게 수행되어야 할 것으로 판단된다. 또한 계란구이에서 S. Typhimurium에 비해 S. Enteritidis의 증식 속도가 더 빠른 것으로 나타났으며 계란 찜에서도 S. Typhimurium는 사멸하는 반면 S. Enteritidis 증식은 잘 이루어 져 알 가공품에서의 S. Enteritidis의 증식 위험성이 더 큰 것으로 나타나 식용란이 생산되는 과정에서도 S. Enteritidis 오염예방이 매우 중요한 것으로 판단된다. 또한 알 가공품의 경우 제조 시설에서의 위생적인 제품 생산뿐만 아니라 조리 시 적절한 가열, 가열 후 교차오염 방지, 조기섭취 등 유통/보관 후 소비자 섭취시점까지의 안전관리 방안이 필요하다.

• KSBB Journal
• /
• 제21권2호
• /
• pp.110-117
• /
• 2006

일반적인 세포주의 동결보존은 혈청이 첨가된 배양배지에 10% DMSO를 첨가하여 실행하게 된다. 그러나 무혈청 환경에서 배양되는 세포주를 이용하여 생물의약품을 생산하는 공정에 사용되는 세포주의 경우는 교차오염 방지를 위해 동결보존 역시 혈청을 제거한 상태에서 실시되어야 한다. 본 실험은 무혈청 동결보존이 CHO 세포에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위하여 실시되었다. 우선, 무혈청 동결보존에서 세포 생존율을 높이기 위해 투과성 및 비투과성 첨가제를 배지에 첨가하는 방법으로 동결보존 및 해동하여 생존율을 측정하였다. 그 결과, 10% DMSO와 0.03 M raffinose를 동시에 첨가한 경우에 76%의 생존율을 확보할 수 있었지만 기존의 혈청을 이용하는 동결보존에는 미치지 못하였다. 두 번째로 무혈청 배지의 동결보존 능력을 알아보기 위해 시판 중인 무혈청 배지와 무혈청 동결보존제를 사용하여 동결 보존 후의 생존율을 비교한 결과, 무혈청 배지를 이용한 실험에서는 혈청 배지를 이용한 동결보존과 유사한 95% 이상의 생존율을 확인할 수 있었다. 이는 무혈청 동결보존제의 동결보존 능력보다 우수한 결과이다. 마지막으로 무혈청 배지를 이용한 장기간 동결보존에서 CHO 세포의 안정성을 확인하기 위하여 무혈청 배지로 동결보존된 CHO 세포를 3개월 단위로 해동하여 생존율 및 성장 회복율을 측정하고, real-time RT-PCR을 통해 삽입된 CHO DHFR 유전자의 안정성을 평가하였다. 혈청배지와 비교할 때, 생존율과 성장 회복율, 유전자 안정성 측면에서 모두 동일한 결과를 보여, 무혈청 배지를 이용한 18개월 이상의 동결보존이 안정적임을 검증할 수 있었다. 결과적으로 생물의약품 공정에서 무혈청 배지를 이용한 동결보존이 혈청을 이용한 동결보존을 대체할 수 있을 것으로 생각된다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제26권3호
• /
• pp.166-172
• /
• 2008

목 적: 암환자의 방사선 치료 전 방사선에 대한 감수성을 미리 측정할 수 있다면 임상적으로 많은 도움이 될 것이다. 본 연구는 전 임상 실험을 통하여 MTT assay가 세포집락 측정기법과 비교해서 방사선 감수성을 예측할 수 있고, 직장암 환자의 조직에 사용할 수 있는지 가능성을 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 대장암 세포 주인 HCT-8, LoVo, CT-26, WiDr을 이용하여 세포집락 측정기법을 통해 세포생존곡선 및 2 Gy에서의 세포생존확률(SF2)을 구하였다. 세포 주 자체를 대상으로 MTT assay를 시행하는 실험(in vitro) 및 환자의 암 조직과 같은 상태를 만들기 위하여, 누드 마우스에 세포 주를 주입하여 암 조직을 형성한 후 in vitro와 같은 방식으로 MTT assay를 시행(ex vivo)하였다. 이 두 실험에 대한 흡광도 값에 따른 저해율(inhibition rate, %)을 구하였다. 결 과: $SF_2$ 및 세포생존곡선에 따르면 CT-26 및 LoVo가 HCT-8, WiDr에 비해 방사선에 민감하였다(p<0.05). In vitro MTT assay 결과 WiDr, HCT-8, LoVo와 CT-26의 방사선 저해율이 각각 17.3%, 21%, 30%, 56.5%를 나타내었다. 또한 ex vivo MTT assay의 저해율은 HCT-8, WiDr, LoVo와 CT-26에서 각각 23.5%, 26%, 38%, 53%를 나타내었다. 통계적인 차이를 감안하였을 때 세포생존곡선을 통해 얻은 방사선 감수성의 결과와 동일한 순서를 가졌다. 결 론: 4개의 세포 주의 방사선의 감수성의 순서가 세포집락 측정기법 및 in vitro와 ex vivo MTT assay 결과에서 거의 일치함을 보였다. 이는 직장암 환자에서 MTT assay를 통해 방사선 감수성을 예측할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 한국버섯학회지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.210-215
• /
• 2021

팽이버섯 재배사의 Listera속 미생물 살균을 위하여 공기 살균 장치가 부착된 파일럿 버섯 재배사를 개발하여 물리적, 화학적 살균처리에 대한 살균 효과 검증실험을 수행하였다. 파일럿 버섯 재배사의 내부 온도는 상부 6.62℃±0.30, 중간 6.46℃±0.24, 하부 6.48℃±0.25, 습도는 79.97%±4.42, 79.43%±4.06, 79.94±4.30%로 설정 온도 6.5℃, 상대습도 75%에 근사하게 제어되었다. 공기 살균 장치 적용에 적합한 팽이버섯 재배단계는 생육단계 조건인 온도 6.5~8.5℃, 습도 70~80% 범위였고 유사 조건에서 이온 클러스터 발생기의 오존 발생농도는 160 ppb 수준으로 나타났다. 물리적 살균처리 후 Listeria innocua의 생존율은 이온클러스터 살균의 경우 0.1~0.9%, UV공기 살균은 9.3~10.6%로 나타났고, 화학적 살균처리인 75% 에탄올과 3% 유기산 수용액 처리구에서는 모두 사멸하는 것으로 나타났다. 소재에 대한 Listeria innocua 생존율은 금속시편의 경우 9.3~10.6%, 플라스틱 권지 9.9~16.2%로 나타났는데, 특히 권지의 거친면에서 생존율이 높게 나타났다. 본 연구 결과에 따르면 버섯 재배사의 Listeria균 발생을 억제하기 위해서 금속 소재로 구성된 재배사 벽면과 재배 선반에 대해서는 이온클러스터 공기 살균처리가 노동력을 절감하면서 살균 가능한 방법이며, 플라스틱 재질의 권지의 경우 화학적 살균처리가 효과적인 것으로 나타났다.