• 생명과학회지
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• 제33권1호
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• pp.25-33
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• 2023

한국 전통 음식으로 알려진 김치의 발효는 다양한 미생물에 의해 일어나며, 주로 Leuconostoc 속, Weissella 속, Lactobacillus 속 유산균들이 관여한다. 또한 김치의 미생물 군집은 김치의 종류, 발효 조건, 재료 및 성분 등에 따라 분포와 차이가 다르게 나타난다. 본 연구는 중부지방(강원도, 경기도)과 남부지방 (전라도, 경상도) 김치에 대한 미생물 군집을 분석하기 위해 16S rRNA 유전자를 증폭하여 차세대 염기서열 분석법을 실시하였다. 모든 시료가 99% 이상의 Good's coverage of library를 보여 비교분석을 하는데 충분한 신뢰성을 얻었으며, α-diversity 분석에서 종 풍부도와 다양성은 시료 간 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 중부지방과 남부지방 김치에 공통적으로 분포하고 있는 주요 세균 문은 Frimicutes 이었으며, 속 수준에서 Weissella kandleri 가 각 46.5%(중부지방), 30.8%(남부지방)로 가장 우점하였다. 마지막으로 중부지방과 남부지방의 미생물 군집을 대표하는 바이오마커를 확인하기 위해 LEfSe 분석을 실시한 결과, 중부지방에서 Leuconostocaceae (71.4%) 과, 남부지방에서 Lactobacillaceae (61.0%) 과가 통계적으로 유의미한 빈도 차이를 보였다. 따라서, 본 연구는 중부지방과 남부지방에서 나타나는 김치 미생물 군집의 분포와 차이를 규명하였으며, 이를 바탕으로 지역별 유사점과 차이점에 대한 미생물 군집의 분포를 연구하기 위한 과학적 기초자료를 제공할 것으로 예상된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권6호
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• pp.765-770
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• 2015

Recent sequencing technology development has revolutionized fields of microbial ecology. MiSeq-based microbial community analysis allows us to sequence more than a few hundred samples at a time, which is far more cost-effective than pyrosequencing. The approach, however, has not been preferably used owing to computational difficulties of processing huge amounts of data as well as known Illumina-derived artefact problems with amplicon sequencing. The choice of assembly software to take advantage of paired-end sequencing and methods to remove Illumina artefacts sequences are discussed. The protocol we suggest not only removed erroneous reads, but also dramatically reduced computational workload, which allows even a typical desktop computer to process a huge amount of sequence data generated with Illumina sequencers. We also developed a Web interface (http://biotech.jejunu.ac.kr/ ~abl/16s/) that allows users to conduct fastq-merging and mothur batch creation. The study presented here should provide technical advantages and supports in applying MiSeq-based microbial community analysis.

• BMB Reports
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• 제45권7호
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• pp.377-389
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• 2012

Food fermentations have enhanced human health since the dawn of time and remain a prevalent means of food processing and preservation. Due to their cultural and nutritional importance, many of these foods have been studied in detail using molecular tools, leading to enhancements in quality and safety. Furthermore, recent advances in high-throughput sequencing technology are revolutionizing the study of food microbial ecology, deepening insight into complex fermentation systems. This review provides insight into novel applications of select molecular techniques, particularly next-generation sequencing technology, for analysis of microbial communities in fermented foods. We present a guideline for integrated molecular analysis of food microbial ecology and a starting point for implementing next-generation analysis of food systems.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권4호
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• pp.809-816
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• 2010

Microbial biotransformations can be used to predict mammalian drug metabolism. The present investigation deals with microbial biotransformation of valdecoxib using microbial cultures. Thirty-nine bacterial, fungal, and yeast cultures were used to elucidate the biotransformation pathway of valdecoxib. A number of microorganisms metabolized valdecoxib to various levels to yield nine metabolites, which were identified by HPLC-DAD and LC-MS-MS analyses. HPLC analysis of biotransformed products indicated that a majority of the metabolites are more polar than the substrate valdecoxib. Basing on LC-MS-MS analysis, the major metabolite was identified as a hydroxymethyl metabolite of valdecoxib, whereas the remaining metabolites were produced by carboxylation, demethylation, ring hydroxylation, N-acetylation, or a combination of these reactions. The hydroxymethyl and carboxylic acid metabolites were known to be produced in metabolism by mammals. From the results, it can be concluded that microbial cultures, particularly fungi, can be used to predict mammalian drug metabolism.

• 상하수도학회지
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• 제20권5호
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• pp.685-690
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• 2006

The differences in microbial community structures between planktonic microorganism and biofilm in rivers were investigated using respiratory quinone profiles. The compositions of microbial quinone for 4 tributaries of the Kyongan Stream located in/flowing through Yongin City, Gyeonggi-Do were analyzed. Ubiquinone(UQ)-8, UQ-9, menaquinone(MK)-6 and Plastoquinone(PQ)-9 were observed in all samples of planktonic microorganism and biofilm for the sites investigated, Most planktonic microorganism and biofilm had UQ-8(15 to 30%) and PQ-9(over 30%) as the dominant quinone type. These results indicated that oxygenic phototrophic microbes(cyanobacteria and/or eukaryotic phytoplankton) and UQ-8 containing proteobacteria constituted major microbial populations in the river. The quinone concentration in the river waters tested, which reflects the concentration of planktonic microorganisms, increases with increasing DOC. Further research into this is required. The microbial diversities of planktonic microorganism and biofilm calculated based on the composition of all quinones were in the range from 4.2 to 7.5, which was lower than those for activated sludge(ranging from 11 to 14.8) and soils(ranging from 13.4 to 16.8). The use of quinone profile appears to be a useful tool for the analysis of microbial community structure in river.

• 대한환경공학회지
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• 제32권4호
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• pp.369-378
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• 2010

폐기물매립장의 안정화에는 미생물이 중요한 역할을 수행한다. 폐기물매립장에서 미생물군집 변화 모니터링에 말단 제한절편다형성(Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism; T-RFLP)법의 활용 가능성을 평가하고자 박테리아의 16S rDNA 서열에 기초한 T-RFLP법으로 4개의 폐기물매립장 내부에서 채취한 침출수의 미생물군집 구조를 조사하였다. T-RFLP법을 사용하여 해석한 침출수 내 우점 미생물군집 구조와 일반적으로 널리 사용되고 있는 16S rDNA 클론 해석법에 의한 우점 미생물군집구조는 유사하였다. 또한, T-RFLP법을 이용하여 폐기물매립장의 구조, 매립 폐기물 종류, 운영기간이 다른 폐기물매립장 침출수의 우점 미생물군집 구조가 서로 다르게 나타나는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 T-RFLP법을 사용하여 폐기물매립장 침출수내 미생물군집 구조를 장기적으로 모니터링 한다면 많은 비용과 시간이 소요되는 클론해석법의 반복적인 수행 없이도 비교적 간단하게 폐기물매립장의 안정화 정도를 평가할 수 있을 것으로 기대한다.

• 미생물학회지
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• 제55권3호
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• pp.220-225
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• 2019

최근 10년간 미생물생태분석 기반의 연구는 차세대염기서열분석법이 개발된 이래로 지속적으로 증가하고 있다. 장내미생물생태와 건강의 연관성은 미생물 생태학 분야에 있어서 중요한 결과로 여겨지고 있다. 미생물 군집 분석은 주로 16S rRNA 유전자 가변 영역의 염기서열을 통해 분석되지만 이는 미생물의 활성 정보를 제공하지 않는다. 본 연구에서는 cDNA 기반의 미생물 생태분석을 수행하고 DNA 및 cDNA기반의 미생물생태분석 결과를 비교하였다. 두 가지의 서로 다른 접근법이 Butyrate producer와 probiotics와 같이 장내 대사과정에서 중요한 미생물의 abundance 뿐만 아니라 비만 지표로 알려진 Firmicutes 와 Bacteroidetes의 비율에 있어서 차이가 있음을 나타내었다. 따라서, cDNA 기반 미생물 군집은 이전에 수행된 DNA 기반 미생물 군집 분석과 비교하여 장내미생물생태의 역할과 관련된 또 다른 분석 방향성을 제공한다.

• 생명과학회지
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• 제33권7호
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• pp.565-573
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• 2023

숙주 동물과 동물의 장내 미생물의 건강 또는 생산성에 대한 연구결과를 미루어 볼 때, 가축 동물의 장내 미생물에 대한 연구는 매우 중요하다. 본 연구는 국내에서 사육되는 젖소 중 홀스타인 종과 저지종 젖소의 장내 미생물을 분석하고 차세대 염기서열 분석을 통해 젖소 종에 따른 장내 미생물 군집 구조의 차이를 규명하고자 하였다. 젖소의 원유 생산과 관련있는 것으로 알려진 종 풍부도와 종 다양성 지수 분석 결과 대부분의 풍부도 및 다양성 지수가 홀스타인 종 보다 저지 종에서 유의한 수준으로 높은 것으로 나타났으나, 종 간의 계통학적 거리를 합산하여 산출되는 phylogenetic diversity 지수는 낮은 것으로 나타났다. 미생물 분포 분석 결과 홀스타인과 저지 종의 두 집단 장내 미생물 군집 구조가 다른 것으로 나타났다. 두 종의 젖소에서 과(family) 수준의 다양한 장내 미생물간의 분포에 상관관계가 있는 것으로 나타났으며, 특히 저지 종의 장내 미생물은 다양한 미생물 분포 사이에 매우 유의한 수준의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 두 종의 젖소 장내 미생물 구조에 차이가 있는지 확인하기 위해 beta-diversity 분석을 수행하였으며, PCoA 분석과 UPGMA clustering 분석 결과 두 그룹의 cluster가 명확히 분리되는 것을 시각적으로 확인하였으며, PERMANOVA 분석 결과 두 종의 장내 미생물 군집 구조가 통계적으로 매우 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났다. 두 젖소 종의 장내 미생물 군집 구조 차이에 기여하는 미생물을 확인하기 위해 LEfSe 분석을 수행하였으며, 그 결과 Firmicutes, Bacilli, Moraxellaceae, Pseudomonadales 등의 상대적인 미생물 분포 차이가 두 그룹간 장내 미생물 군집 구조 차이에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제21권2호
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• pp.93-98
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• 2005

Molecular ecological studies of microbial communities revealed that only tiny fraction of total microorganisms in nature have been identified and characterized, because the majority of them have not been cultivated. A concept, metagenome, represents the total microbial genome in natural ecosystem consisting of genomes from both culturable microorganisms and viable but non-culturable bacteria. The construction and screening of metagenomic libraries in culturable bacteria constitute a valuable resource for obtaining novel microbial genes and products. Several novel enzymes and antibiotics have been identified from the metagenomic approaches in many different microbial communities. Phenotypic analysis of the introduced unknown genes in culturable bacteria could be an important way for functional genomics of unculturable bacteria. However, estimation of the number of clones required to uncover the microbial diversity from various environments has been almost impossible due to the enormous microbial diversity and various microbial population structure. Massive construction of metagenomic libraries and development of high throughput screening technology should be necessary to obtain valuable microbial resources. This paper presents the recent progress in metagenomic studies including our results and potential of metagenomics in plant pathology and agriculture.

• KSBB Journal
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• 제28권5호
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• pp.275-281
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• 2013

Soil microbial community analysis of farmland soil sprayed with lye in order to use fertilizer in Nigeria was performed. As a control, two kinds of soils not sprayed with lye, located in Eungo and Lagos with general practice in agriculture was selected. Soil sprayed with lye was pH 8.25 through alkalization reaction, while the other soil samples were pH 6.22 and 5.94. Substrate utilization and species diversity index of soil sprayed with lye were low than that of the other soils with the analysis of Biolog ecoplate. As a result of principal component analysis, the relationship between three samples was low. Microbial community analysis was performed by DGGE and most of them were soil uncultured bacterium. Especially, Uncultured Acidobacteria and Uncultured Methylocystis sp., which had been isolated from the rhizosphere of soybean grown in that site were discovered in the soil sprayed with lye.