• 한국식품위생안전성학회지
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• 제34권4호
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• pp.361-366
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• 2019

본 연구에서는 다슬기 중의 자연균총의 정량적 오염도 분석과 해감 제거 공정(지하수, 상수)에 따른 저감화 효과를 조사하였다. 다슬기 중의 일반세균, 대장균군과 대장균, 진균 및 황색포도상구균의 정량적 검출을 위해 표준평판법을 사용하여 각각 plate count agar (PCA), potato dextrose agar (PDA), 대장균군/대장균용 3M Petrifilm 및 황색포도상구균용 3M Petrifilm에 도말하여 집락을 계수하였다. 지하수와 상수 처리에 따른 이들 균의 저감화 정도 역시 동일한 방법으로 수행되었다. 다슬기 원료 중의 미생물 오염도 분석시, 일반세균, 대장균군 및 진균은 각각 6.40, 2.70 및 $6.79{\log}_{10}CFU/g$로 조사되었다. 대장균과 황색포도상구균은 검출되지 않았다 (검출 한계: < $1{\log}_{10}CFU/g$). 그러나, 지하수로 해감 제거한 다슬기의 경우, 분석된 모든 미생물의 정량적 오염도가 원료 다슬기에 비해 높게 검출되었다. 특히 원료 다슬기에서 불검출이었던 대장균도 $2.46{\log}_{10}CFU/g$ 검출되었다. 상수로 해감 제거한 다슬기의 일반세균은 유의적으로 저감화 되지 않았으며(p<0.05), 대장균군은 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었다(p>0.05). 진균만이 약간의 저감화(0.2 log 이하)를 유의적으로 보였다(p>0.05). 본 연구결과 지하수와 상수를 이용해서 해감 제거하는 공정만으로는 다슬기의 미생물학적 안전성을 확보하기 곤란한 것으로 판단된다.

• 미생물학회지
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• 제55권3호
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• pp.234-241
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• 2019

효모와 곤충 간의 집중적인 상호 작용은 곤충의 먹이에 대한 유인과 발달 및 행동에 대한 관련성을 보였다. 곤충 내장에서 분리된 효모는 먹이의 소화를 돕는 셀룰라아제(셀룰로오스 분해)를 분비한다. 한국의 경기도에서 수집한 메뚜기의 장에서 셀룰로오스를 분해하는 효모 세 균주를 분리 하였다. 효모 균주의 cellulase 활성을 확인하기 위해, 카르복시 메틸 셀룰로즈(CMC)를 함유하는 배지로 플레이트상의 투명한 영역을 요오드 용액을 사용하여 관찰하였다. 효모 $ON22^T$, $G10^T$ 및 $G15^T$ 균주는 CMC-플레이트 분석에서 양성 셀룰로오스 활성을 나타냈다. Large subunit rDNA 유전자와 Internal transcribed spacer (ITS) 영역의 D1/D2 영역의 서열 분석에 기초한 계통수를 통해 $ON22^T$와 $G10^T$ 균주가 Moesziomyces aphidis JCM 10318 (D1/D2 영역에서 각 100%와 99.8%, ITS 영역에서 각 98.4% 및 99.5% 서열유사성)와 가장 가깝고 G15는 Moesziomyces antarcticus JCM $10317^T$ 종 (D1/D2 영역에서 100%, ITS에서 100% 서열 유사성)에 속한다는 것을 밝혔다. 셀룰라아제는 바이오 에탄올 생산과 같은 바이오 연료와 같은 다양한 산업 공정에서 사용되고 있다. 따라서, 셀룰로오스 분해 미생물의 분리 및 연구는 중요성을 갖게 되었다. 이 논문은 한국의 Moesziomyces 속의 셀룰로오스 분해 효모 균주인 $ON22^T$, $G10^T$, $G15^T$에 대한 첫 번째 보고이다.

• 미생물학회지
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• 제55권3호
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• pp.268-273
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• 2019

장 내에 존재하는 microbiome은 생활환경, 나이와 섭취하는 음식물에 따라 변하게 된다. 본논문에서는 모유를 섭취한 영아와 분유를 섭취한 영아들에 대한 장내미생물 군집의 변화를 비교하였다. 미생물의 군집변화를 차세대 염기서열 분석기법을 이용하여 분석하였으며 총 80개의 영아 분변을 통해 미생물 군집변화를 확인하였다. 모유그룹(BIG)과 분유그룹(FIG-A, FIG-B, FIG-C)간의 장내세균의 군집을 비교한 결과 BIG에서는 Actinobacteria 문이 전체 군집의 $74.22{\pm}3.48%$로 우점을 차지하였다. 분유그룹의 Actinobacteria 문을 비교하였을 때 FIG-A는 $73.46{\pm}4.12%$였지만 FIG-B와 FIG-C는 $66.52{\pm}5.80%$와 $68.88{\pm}4.33%$로 BIG와 FIG-A에 비해 낮은 비율을 보였다. 속(genus) 수준에서 살펴보면 Bifidobacterium이 전체 미생물군집에서 가장 높은 비율로 분포하고 있었으며 BIG가 $73.09{\pm}2.31%$로 가장 높았고 FIG-A, FIG-B 및 FIG-C는 각각 $72.25{\pm}4.93%$, $63.81{\pm}6.05%$ 및 $67.42{\pm}5.36%$를 차지하였다. Bifidobacterium 종의 경우 모든 그룹에서 Bifidobacterium longum이 우점을 차지하고 있었으며 BIG와 FIG-A가 전체 군집의 $68.77{\pm}6.07%$와 $66.85{\pm}5.80%$를 차지하였다. 이에 반해 FIG-B와 FIG-C는 각각 $58.94{\pm}6.20%$와 $61.86{\pm}5.31%$로 BIG와 FIG-A보다 낮은 비율로 분포하는 것을 분석하였다. FIG-A가 섭취한 분유는 Bifidobacterium의 선택적 증식이 우수하다고 알려진 갈락토올리고당, 갈락토실락토스, 시너지올리고당, 비피도올리고 및 장내균총개선소재를 혼합한 5-Bifidus factor 복합물이 포함되어 있다. 이와 같은 5-Bifidus factor라는 유산균에 대한 증식능이 우수한 프리바이오틱스를 혼합하였기 때문에 모유를 섭취한 영아의 장내에 존재하는 Bifidobacterium 속의 군집과 유사하게 나타난 것으로 판단된다.

• 미생물학회지
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• 제55권3호
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• pp.289-292
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• 2019

Lachnospiraceae bacterium KGMB03038 (=KCTC 15821)은 건강한 한국인의 대변 시료로부터 분리된 Lachnospiraceae과, Clostridia 강, Firmicutes 문에 속하는 신속 균주이다. 본 연구에서는 PacBio Sequel 플랫폼을 이용하여 KGMB03038 균주의 유전체를 해독하고 분석하였으며 그 결과, 47.8% G + C 함량을 가진 3,334,474 bp 길이의 완전한 하나의 유전체 컨티그를 얻었다. 이 유전체는 3,099개의 단백질 암호화 유전자와 12개의 rRNA 유전자, 54개의 rRNA 유전자, 그리고 4개의 ncRNA 유전자를 포함하고 있다. 이 유전체 분석 결과, KGMB 03038 균주가 탄수화물의 가수화와 아미노산의 생합성에 관련되어 있는 중요 유전자들을 가지고 있음을 확인하였다.

• 미생물학회지
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• 제55권3호
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• pp.274-277
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• 2019

본 연구에서는 건강한 한국인 분변으로부터 Ruminococcus sp. KGMB03662 균주를 분리하고 유전체서열을 PacBio Sequel 플랫폼을 사용하여 분석하였다. 염색체의 크기는 2,707,502 bp로 G + C 구성 비율은 43.09%, 총 유전자수는 2,484개, 단백질 코딩 유전자는 2,367개, rRNA는 14개 및 tRNA는 53개로 구성되었다. 본 유전체로부터 가수분해효소, 지방산생합성 및 대사와 항생제생합성 및 내성 관련 유전자를 확인하였다. 이러한 유전체의 분석은 KGMB03662 균주가 사람의 건강 및 질병에 관여할 것으로 여겨진다.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.384-397
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• 2018

본 연구는 전통 발효식품에서 반려동물의 사료 및 보조식품 등에 사용될 수 있도록 안전성 확보와 프로바이오틱스 활성 등 기능성을 갖춘Bacillus 속 균주를 선발하고자 하였다. 전국에서 수집한 전통 장류에서 약 300종의 분리주를 확보하였고, Bacillus cereus가 생성하는 구토와 설사 독소 유전자 6종, ${\beta}$형 용혈성, 발암 관련 효소 3종 등을 보유하지 않거나 생성하지 않는 4종의 균주를 선별하였다. 4종의 분리주를 대상으로 항생물질 유전자 보유 여부, 세포 표면 소수성, 항생제 감수성과 당 이용성 등을 분석하였고, 최종적으로 항생물질 생성 유전자 3종을 모두 보유하고, 혈전 용해 및 세포 표면 소수성이 가장 우수한 SRCM 100731을 선정하였다. 최종 선별된 SRCM 100731의 16S rRNA 염기서열 분석 결과 Bacillus amyloliquefaciens로 동정 되었으며, 펫 사료 및 식품 등 산업적 적용을 위하여 균체 성장 최적화를 수행하였다. SRCM 100731의 배지 성분 선별을 위하여 Plackett-Burman design (PBD)을 사용하였으며, 최적 성장을 위한 배지 성분으로는 molasses와 sodium chloride, potassium chloride가 예측되었다. PBD를 통해 선정된 배지 성분의 농도를 최적화하기 위하여 central composite design (CCD)을 사용하였으며, 실험 결과 7.0% molasses, 1.1% sodium chloride, 0.5% potassium chloride로 예측되었다. 이때 최대 균체량은 12.6625 g/L로 예측되었으며, 최종적으로 실험 모델의 예측값과 실 측정값이 $12.6625{\pm}0.0658g/L$로 오차 범위내의 결과를 나타내어 실험 모델의 신뢰성을 검증할 수 있었다. 이는 실험 모델에 의해 예측된 최적 배지 사용 시 최적화 이전 배지에서의 균체량($1.8273{\pm}0.0214g/L$) 대비 약7배로 균체량이 증가함을 확인할 수 있었다. 향후 B. amyloliquefaciens SRCM 100731의 제품 개발 등 후속 연구의 진행이 필요하나 본 연구를 통해 산업 적용이 가능한 프로바이오틱스 소재의 발굴 및 산업화 배양 조건이 확립 되었으므로 앞으로 성장하고 있는 반려동물 산업에 유용하게 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.410-419
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• 2018

국내 버섯 생산용 배지재료 용도로 수입되는 밀짚, 피트모스, 비트펄프, 면실피, 면실박 등 농업부산물에 대한 안전성 자료 구축이 시급히 요구되고 있다. 그러나 미생물에 대한 조사 연구는 미흡한 실정이다. 이에 따라 본 연구는 2년 동안 호주, 캐나다, 중국, 이집트, 독일, 인도, 우크라이나에서 수입한 농업 부산물인 밀짚, 피트모스, 면실박, 면실피, 비트펄프를 대상으로 인체, 식물, 버섯에 유해가능성 있는 세균의 존재 여부를 확인하기 위해 수행하였다. 조사된 수입된 농업부산물에는 $1.35{\times}10^2$에서 $8.34{\times}10^6CFU/g$ 농도 범위로 세균이 존재하였다. 세균을 분리하여 16S rDNA를 분석한 결과 총 19속 45종의 세균이 동정되었다. Basillus 속 세균이 우점으로 존재 하였고 그 다음으로 Paenibacillus 속 세균이 많이 존재하였다. 종 수준에서는 Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria 그룹에 속하는 순으로 다양성이 존재하였다. 농업부산물 별로 볼 때는 밀짚과 피트모스에서 더 다양한 속의 세균들이 존재하였다. 이 중 인체 유해성이 보고된 세균은 5속 6종으로서 Enterobacter asburiae, Enterobacter ludwigii, Stenotrophomonas maltophilia, Pseudomonas monteilii, Bacillus anthracis, Cellulosimicrobium funkei가 존재하였다. 놀랍게도 인체병원균이면서 동시에 식물 병원균으로 보고된 Klebsiella pneumoniae subsp. pneumonia 그리고 식물병원균 Bacillus altitudinis가 존재하였다.또한 곤충 병원성의 Lysinibacillus sphaericus와 버섯 병원성의 Ochrobactrum pseudogrignonense가 존재하였다. 본 연구 결과는 국내에 수입되고 있는 버섯재배 배지용 농업부산물에 여러 종류의 잠재성 있는 병원성 세균이 존재함을 확인하였다. 이는 수입되고 있는 농업부산물이 버섯생산에 안전하게 사용되기 위해서는 위생 검사와 관리가 시급히 필요함을 시사한다.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.369-378
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• 2018

본 연구는 순환여과양식시스템(RAS)에 있어서 복합프로바이오틱스의 적용이 넙치의 성장과 병저항성에 미치는 영향과 이 프로바이오틱스를 RAS에 생물증강처리 시 미생물군집 구조 및 수질에 미치는 영향을 평가하고자 실시하였다. RAS 내에서 80미의 넙치치어($25.7{\pm}7.6g$; $15.2{\pm}1.7cm$)에 프로바이오틱스 CES-AQ1를 첨가하여 사료를 제조하여(CES 사료; $1{\times}10^9\;CFU/kg$) 8주일 동안 급이하였다. 이 경우 넙치의 증체율, 비성장속도, 사료효율, 및 단백질 전환효율은 비유수식 양식시스템에 있어서 CON, PI 및 OTC 사료를 처리한 경우에 비해 1.5~2.5배 정도 높게 나타났다. 1주일간 병원균 저항성 시험에 있어서 비유수식에서 항생제함유 사료(OTC)를 급이한 경우와 RAS에서 CES 사료를 처리한 경우간에는 별 차이가 나타나지 않았다. 따라서 이 CES 프로바이오틱스를 RAS에서 넙치를 양식하는데 있어서 항생제 대용으로 활용할 수 있을 것으로 판단되었다. RAS의 생물여과막에서는 가장 높은 미생물다양성이 나타났으며 암모니아의 산화 및 탈질능을 가진 미생물이 관찰되었고, 병원미생물의 성장억제도 관찰되었다. 더구나 RAS 운전 19일 경과 시 암모니아가 0.5 mg/L이하의 농도로 감소하여 양호한 RAS 수질의 유지에 있어서 프로바이오틱스 처리가 효과가 있음이 밝혀졌다. 사료에 프로바이오틱스(CES-AQ1)를 첨가하여 넙치 장내 미생물이 안정화되고 또한 이 프로바이오틱스를 RAS 양식수에도 처리하여 RAS를 운전할 경우 건강한 넙치의 양식과 양호한 수질을 유지할 수 있어서 경제적이고 환경친화적인 넙치양식이 가능할 것으로 판단되었다.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.362-368
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• 2018

메뚜기는 광합성으로 고정된 탄소의 소화에서 중요한 역할을 한다. 장내 미생물 군의 도움으로, 메뚜기는 셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스와 같은 잎의 성분을 분해할 수 있다. 본 연구는 한국의 기도에서 수집한 메뚜기 껍질에서 추출한 셀룰로오스 분해 효모 균주를 조사하기 위해 이루어졌다. 효모 균주 중 ON2와 ON17 (두 균주)과 ON6 (한 균주)는 CMC-플레이트 분석에서 셀룰로오스 활성을 보였다. Large subunit rDNA의 D1/D2영역의 서열과 internal transcribed spacer (ITS) 영역의 분석 결과, ON2와 ON17 균주가 Papiliotrema aspenensis CBS $13867^T$와 가장 밀접하게 관련되어 있었고(D1/D2 영역의 서열 유사성은 100% ITS에서 99.4%의 서열 유사성) ON6 균주는 Saitozyma flava와 관련된(D1/D2영역에서 100%, ITS에서 99.0%) 밀접하게 관련이 있었다. 이 세 가지 효모 균주는 모두 셀룰로오스를 분해할 수 있으므로 공생하는 효모들은 탄수화물 분해를 위한 효소를 자체적으로 생산하고 당 단당체를 휘발성 지방산으로 전환시킬 수 있다. Tremellomycetes에 속하는 공생 효모 균주인 ON2, ON17 (Papilioterma 속)과 ON6 (Saitozyma속)은 한국에는 보고되지 않은 균주이다.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.330-342
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• 2018

Streptavidin (STR)과 Biotin system은 Biotin의 Streptavidin에 대한 높은 비공유 친화력(non-covalent affinity; $K_D=10^{-14}M$)과 4 Biotin 결합부위를 갖는 Streptavidin의 tetramer 구조로 인해 복수의 항원결합부위 및 복수의 항원특이성을 갖는 항체를 제조할 수 있기 때문에 가장 활발하게 연구되고 있다. 이 system을 활용하기 위해 우리는 Streptomyces avidinii 염색체 DNA로부터 PCR을 통해 Streptavidin (STR) 유전자를 증폭하고 이를 TRAIL (tumor necrosis factor ${\alpha}$ related apoptosis induced ligand) receptor인 death receptor 4 (DR4)에 특이적으로 결합하는 hAY4 single-chain Fv 항체유전자에 융합시켰다. 대장균에서 발현시킨 STR에 융합된 hAY4 ScFv (hAY4-STR) 항체는 가열시킨 SDS-PAGE에서 43 kDa monomer를 나타내었다. 그러나 가열하지 않은 SDS-PAGE와 Size-exclusion chromatography에서는 tetramer인 172 kDa을 나타내었는데 이는 hAY4 ScFv-STR 항체가 STR의 자연적인 비공유결합에 의해 유도된 tetramer를 형성하고 있음을 나타내고 있다. 본 융합 단백질은 Ouchterlony assay와 ELISA에서 보여주는 것처럼 자연 Streptavidin과 유사한 Biotin 결합력을 유지하고 있었다. ELISA와 Westernblot을 이용하여 정제된 hAY4-STR 융합항체의 DR4 항원결합력 또한 확인하였다. 게다가 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance) 분석에서 hAY4 ScFv-STR tetramer는 tetramerization에 의해 hAY4 ScFv monomer보다 60배 더 높은 항원결합력을 나타내었다. 요약하면 hAY4 ScFv-STR 융합단백질은 E. coli에서 soluble tetramer로 성공적으로 발현 및 정제되었으며 Biotin과 DR4 항원에 동시에 결합함을 보여 주었다. 이는 bifunctional and tetrameric ScFv 항체를 제조 할 수 있음을 제시해 주고 있다.