• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제41권4호
• /
• pp.180-193
• /
• 2014

식물에서 슈트 정단부에는 분열하는 세포들로 이루어진 슈트 정단분열조직이라는 조그마한 부분이 있다. 슈트 정단분열조직은 그 식물의 일생을 통해서 땅 위의 모든 구조를 만들어 낸다. 이 연구의 목적은 지난 250년 동안 슈트 정단분열조직의 체제와 기능을 설명하기 위해 발전해 온 이론들을 기술하여, 식물의 생장과 발달에 영향을 미치는 슈트 정단분열조직의 중요성을 이해하는 데 있다. 1759년 볼프(C. F. Wolff)가 최초로 슈트 정단분열조직을 기재한 이후, 1858년에 네겔리(C. N${\ddot{a}}$geli)는 무종자 유관속식물의 슈트 정단분열조직에서 하나의 커다란 정단세포를 관찰하여 정단세포설을 제안하였다. 그러나 이 설은 종자식물에 적용할 수 없는 것으로 확인되었다. 이어서 1868년 한스타인(J. Hanstein)에 의해 조직원설이 제한되었으나, 이 설도 종자식물에 일반적으로 적용할 수 없었다. 그 후, 1924년 슈미트(A. Schmidt)은 피자식물의 슈트 정단분열조직에서 세포의 분열면이 서로 다른 것을 관찰하여 초층-내체설을 제안하였다. 이 설은 나자식물에 적용할 수 없는 것으로 확인되었다. 1938년 포스터(A. Foster)는 세포조직학적으로 서로 다른 구역으로 이루어진 나자식물의 슈트 정단부를 관찰하여 세포조직학적 구역화설을 제안하였다. 또한 1954년 기포드(E. Gifford)의 연구에 힘입어 피자식물의 슈트 정단분열조직에도 세포조직학적 구역화설이 적용될 수 있다는 사실이 증명되었다. 또 다른 설로서, 1952년 뷔바(R. Buvat)는 대기 분열조직설이 제안되었으나, 영양생장 시기에 분열조직 중앙의 시원세포들이 분열하지 않는다는 주장이 수용되지 않았다. 최근에 애기장대(Arabidopsis thaliana)를 이용한 연구에서, 슈트 정단분열조직의 형성과 유지가 몇 개의 유전자들에 의해서 조절된다는 사실이 밝혀졌다. 즉, SHOOTMERISTEMLESS(STM) 유전자는 슈트 정단분열조직을 형성하고, WUSCHEL(WUS) 및 CLAVATA (CLV) 유전자들은 슈트 정단분열조직을 유지시키며, WUS와 CLV 두 유전자들 사이의 신호전달은 음성되먹임회로를 통해서 이루어진다.

• 환경생물
• /
• 제35권4호
• /
• pp.694-705
• /
• 2017

본 연구의 목적은 항 methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) 활성을 가지는 해양미생물을 분리, 동정하고 항MRSA 물질을 분리 정제하여 그 물질의 활성과 시너지 효과를 밝히는 것이다. 본 연구에서 분리한 해양미생물 중에서, YJ-1 분리 균주가 가장 강한 항MRSA 활성을 나타내었다. YJ-1 균주는 생화학적 특성과 16S rRNA 유전자 염기서열에 기초하여 분류 동정되었다. YJ-1 균주의 염기서열은 Pseudomonas stutzeri와 99.2%의 상동성을 나타내어, Pseudomonas sp. YJ-1이라 명명하였다. 이 균주의 최적 성장조건은 $25^{\circ}C$와 초기 pH 농도 7.0이었다. 항MRSA 물질들을 분리정제하기 위하여 YJ-1 균주를 PPES-II 배지에 배양하였으며, 배양 상등액을 ethyl acetate, hexane과 80% MeOH로 순차적으로 추출하였다. 활성을 보인 80% MeOH 분획을 $C_{18}$ ODS 칼럼 크로마토그래피, silica gel 크로마토그래피와 역상 HPLC법으로 순차적으로 정제하여 항MRSA 활성을 가지는 3개의 순수물질 MR1, MR2 및 MR3를 얻었다. $250{\mu}g\;mL^{-1}$ 농도의 MR1 물질을 MRSA 세포에 접종했을 때, MRSA 세포의 95%가 48시간 이내에 사멸하였다. 활성을 vancomycin 및 ampicillin과 비교해 보아도, MR1 물질은 보다 우수한 항MRSA 활성을 나타내었다. 또한 항MRSA 활성은 투여량과 시간에 비례하여 증가하였다. 더욱이 MR1 물질과 vancomycin을 조합하여 시너지 효과를 보았을 때, MR1 물질을 단독으로 투여했을 때보다 신속한 MRSA 세포의 감소를 관찰할 수 있었다. 이상의 결과를 종합해보면, MRSA 감염에 있어서 Pseudomonas sp. YJ-1과 이것이 생산하는 항MRSA 물질은 천연 항균제로서 기여할 수 있으리라 판단된다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제40권6호
• /
• pp.447-453
• /
• 2007

작물생육에 유용한 미생물을 선발하여 생물비료로 이용하고자 고추, 토마토, 상추, 오이, 목초, 잔디, 콩의 근권토양 및 뿌리표면에서 세균을 373균주 분리하였다. 각각의 균주를 작물에 접종후 작물생육에 미치는 영향을 관찰하였다. 그 중 작물생육을 촉진시키는 균주를 대상으로 작물생육량과 식물병원성 진균 억제능을 평가한 후 우수한 1균주를 선발하였다. 그리고 선발한 균주의 배양적 특성 및 식물호르몬 생산성을 분석하였다. 선발된 균주는 16S rRNA 염기서열분석, 생화학적특성 등의 분석으로 속 종명을 동정하였다. 식물생육촉진 및 식물병원성 진균을 효과적으로 억제하는 Bacillus subtilis S37-2 균주를 선발하였다. 시험에 사용된 식물병원성 진균은 Fusarium oxysporum (KACC 40037), Rhizoctonia solani (KACC 40140), Sclerotinia sclerotiorum (KACC 40457)의 3 균주였으며, 이들 균주에 대하여 모두 효과적이었다. 토양이 충진된 폿트에 상추를 재배하여 B. subtilis S37-2 균주의 희석현탁액을 $10^5{\sim}10^8cell\;ml^{-1}$ 범위의 접종 농도별로 근권에 처리후 상추의 생육량을 조사하였다. 접종균수가 많을수록 상추 생육량은 증가하였다. $8.7{\times}10^8cell\;ml^{-1}$를 주당 50 ml씩 1~2회 접종시 대조구에 비해 상추의 엽 생체중이 48.7%, 뿌리의 건물중이 42.3% 씩 각각 생육량이 증가하는 효과를 나타내었다. 상추 유묘에 식물병원성 진균인 S. sclerotiorum (KACC 40457)처리후 B. subtilis S37-2 균주를 접종한 구와 접종하지 않은 대조구를 비교한 결과 접종후 9일에 접종구는 16.7%, 대조구는 100% 이병되어 고사되었다. 배지 종류별로 B. subtilis S37-2 균주의 균체증식량을 비교한 결과 TSB배지가 양호하였으며, 질소원을 첨가할 경우 peptone, tryptone보다 yeast extract를 첨가한 구가 균체생성량이 양호하였다. 그리고 배양 온도별로는 $30^{\circ}C$에 비해 $37^{\circ}C$가 약 2~4배이상 균체생성량이 많았다. L-tryptophan을 $20mg\;L^{-1}$ 첨가한 TSB 배지에 B. subtilis S37-2 균주를 접종하여 24시간 배양후 IAA(indole 3-acetic acid) 생성량은 $0.1{\mu}g\;ml^{-1}$ 이 검출되었다.

• 한국작물학회지
• /
• 제66권3호
• /
• pp.240-247
• /
• 2021

본 실험은 광평옥과 다청옥 품종의 수이삭과 수염을 대상으로 안토시아닌 생합성 관련 분자생물학적 및 이화학적 특성을 검토하여 향후 기능성 옥수수 개발에 필요한 기초자료로 활용하고자 수행되었다. 1. 광평옥에서는 수이삭과 수염에서 모두 안토시아닌이 형성되지 않은 반면, 다청옥에서는 모두 형성되었다. 전체 안토시아닌 함량은 수이삭과 수염에서 모두 다청옥이 광평옥에 비해 30배 정도 높았다. 또한, 안토시아닌 성분은 다청옥의 수이삭에서 C-3-G만 측정되었고, 수염에서는 각각 C-3-G는 45.2배, Pg-3-G는 27.3배, M-3-G는 37.6배 광평옥에 비해 더 검출되었다. 2. 광평옥의 수이삭에서 F3'H, DFR, GST 유전자가 발현이 감소하였고, 수염에서는 F3'H와 DFR 유전자가 발현이 감소하였다. 반대로 다청옥에서는 수염에서 DFR 유전자만 발현이 감소되었고, 나머지 유전자들은 정상적으로 발현되었다. 또한 안토시아닌 생합성 유전자들의 발현을 조절하는 전사조절인자는 광평옥 수이삭에서는 P1이 수염에서는 R1이 관여한다는 사실을 확인하였다. 3. 광평옥의 수이삭과 수염에서 다청옥에 비해 각각 linoleic acid (C18:2)가 6.6%, 10.9% 감소하고, linolenic acid (18:3)는 8.5%, 8.5% 증가하였다. 또한, 광평옥의 수염에서는 palmitic acid (C16:0)가 4.1% 증가하고, oleic acid (C18:1)는 다청옥에 비해 2.1% 감소하였다. 그러나 stearic acid (18:0)는 수이삭과 수염에서 성분 변화가 전혀 없었다. 그리고 광평옥의 수이삭과 수염의 전체 지방산 함량은 광평옥에 비해 각각 10.3%, 30.4% 증가하였고, 각 지방산 성분과 함량 분석은 유사한 결과를 보여주었다. 그러나 phytosterol 성분 분석에서는 유의미한 결과를 확인할 수가 없었다.

• 미생물학회지
• /
• 제55권3호
• /
• pp.274-277
• /
• 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
• /
• 제54권4호
• /
• pp.384-397
• /
• 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.

• 생명과학회지
• /
• 제29권11호
• /
• pp.1173-1178
• /
• 2019

본 연구에서는 agarose를 분해하는 세균을 분리하고 한천분해효소의 특성을 조사하였다. 한천분해세균인 BK-1은 부산광역시 수영구 광안리해수욕장에서 채취한 바닷물-시료에서 Marine agar 2216 평판배지를 이용하여 분리하였다. 분리된 균은 16S rRNA 유전자 염기서열분석을 통해 Agarivorans sp. BK-1으로 명명하였다. 세포 외 agarase는 Agarivorans sp. BK-1 균주 배양액에서 획득하였으며, 이를 이용하여 효소의 특성을 조사하였다. Agarivorans sp. BK-1 균주의 한천분해효소는 20, 30, 40, 50, 60 및 $70^{\circ}C$에서 각각 67, 93, 97, 100, 58, 52%의 상대활성을 나타냈으며, pH 5, 6, 7, 8에서는 59, 100, 95, 91%의 활성을 나타내었다. 세포 외 agarase는 $50^{\circ}C$에서 pH 6.0인 20 mM Tris-HCl 완충용액을 사용하였을 때 최대의 활성을 보였다. 이 agarase는 20, 30, $40^{\circ}C$에서 2시간 동안 열처리하여도 90% 이상의 잔존활성을 보였다. 또한, $50^{\circ}C$에서 2시간 동안 노출된 후에도 56%의 잔존활성을 보였다. 60과 $70^{\circ}C$에서 30분 동안 노출된 후에는 효소활성 대부분이 사라졌다. Zymogram 분석을 통하여 Agarivorans sp. BK-1 균주가 약 110, 90, 55 kDa 크기의 한천분해효소들을 생산하는 것을 확인할 수 있었다. TLC 분석 결과, Agarivorans sp. BK-1 균주의 한천분해효소는 네오한천올리고당인 neoagarobiose (46.8%), neoagarotetraose (39.7%) 및 neoagarohexaose (13.5%)를 생성하는 것으로 보아 ${\beta}$-agarase로 확인되었다. 따라서 Agarivorans sp. BK-1가 생산하는 ${\beta}$-agarase는 보습효과, 세균성장 억제, 미백효과, 식품, 화장품 및 전분노화 방지 등의 기능을 가지는 네오한천올리고당의 생산에 유용할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
• /
• 제56권1호
• /
• pp.94-103
• /
• 2023

휴면포자와 같은 남조류의 휴면세포는 남조류의 초기발생 및 대발생의 중요한 씨앗세포이다. 이러한 중요성으로 인해 퇴적층에 존재하는 휴면세포를 분리하기 위해서 다양한 방법들이 시도되었다. Ludox는 해양퇴적물의 세포분리에 주로 활용되는 용액이지만 담수에서는 정확한 사용법을 찾기 어렵다. 본 연구에서는 가장 많이 사용되는 두 가지 Ludox방법(퇴적물 직접처리, 퇴적물 증류수 현탁처리)을 비교하고, 담수 퇴적물에서 남조류 휴면세포의 분리 및 유전자 증폭 효율이 높은 방법을 제안하였다. 퇴적물에서 발견된 휴면세포는 대부분 염주말목의 휴면포자로써 Dolichospermum, Cylindrospermum, Aphanizomenon의 휴면포자 형태와 유사하였다. 퇴적물을 증류수에 현탁하여 처리한 시료보다 퇴적물 그대로 사용한 시료에서 20배 더 많은 휴면포자가 발견되었으며 증류수로 현탁된 퇴적물에서는 분리되지 않은 세포가 대부분 pellet 퇴적물 표층에서 발견되었다. Ludox를 통해 층 분리된 휴면포자는 수층의 특정 깊이에서 밀집하기보다는 주로 상층과 하층에 넓게 퍼져있었다. 퇴적물을 그대로 사용한 시료에서 mibC, Geo, 16S rDNA 유전자 모두 증폭산물이 확인되었으나 퇴적물을 증류수로 현탁한 시료에서는 모든 유전자의 증폭산물이 발견되지 않았다. 따라서 담수 퇴적물에서 남조류의 휴면세포를 분리하는 경우에는 5~10 g의 퇴적물을 전처리 없이 그대로 사용하며, 퇴적물량 4배 부피의 Ludox를 첨가할 때 세포 분리 및 유전자 증폭 효율이 높았다. 본 연구에서 제시하는 Ludox 처리방법은 담수퇴적층에 존재하는 남조류 휴면세포를 분리하기 위한 방법으로써 다른 생물군에서는 동일한 효율이 나타나지 않을 수 있다. 따라서 다른 생물군의 분리에 Ludox를 적용하기 위해서는 퇴적물 전처리 방법 및 대상생물이 존재하는 수층을 파악하는 사전실험이 반드시 필요하다.

• 생명과학회지
• /
• 제33권4호
• /
• pp.357-362
• /
• 2023

본 연구에서는 해양 한천분해세균 Agarivorans sp. JS-1과 해당균주의 agarase 특성을 조사하였다. 한천분해세균인 Agarivorans sp. JS-1은 경상남도 창원시 소죽도에서 채취한 해수를 이용하여 Marine agar 2216배지에서 분리하였다. 분리된 균은 16S rRNA 유전자 염기서열분석을 통하여 Agarivorans 속 세균과 99% 일치하여 Agarivorans sp. JS-1으로 명명하였다. 세포외로 분비되는 agarase는 Agarivorans sp. JS-1 균주 배양액에서 획득하였으며, 이를 이용하여 특성 조사를 하였다. Agarivorans sp. JS-1 균주의 한천분해효소는 20, 30, 35, 40, 45, 50, 55 및 60℃에서 각각 70, 74, 78, 83, 87, 100, 74, 66%의 상대활성을 나타냈으며, pH 5, 6, 7, 8에서는 91, 100, 90, 89%의 활성을 나타내었다. 세포외 agarase는 50℃에서 pH 6.0인 20 mM Tris-HCl 완충용액을 사용하였을 때 최대(207 U/l)의 활성을 보였다. 20, 30, 50℃에서 30분간 열처리하면 잔존활성이 각각 90%, 70%, 50% 이상이었다. 55℃ 이상에서는 30분 동안 열처리하면 잔존활성이 50% 미만이었다. 20, 30, 35, 40 및 45℃에서 2시간 열처리 후의 잔존활성은 각각 80, 68, 65, 63 및 57%였다. TLC 분석 결과, Agarivorans sp. JS-1 균주의 한천분해효소는 네오한천올리고당인 neoagarohexaose (20.6%), neoagarotetraose (58.5%)및 neoagarobiose (20.9%)를 생성하는 것으로 보아 β-agarase로 확인되었다. 따라서 Agarivorans sp. JS-1 가 생산하는 β-agarase는 전분노화 방지, 미백효과, 보습효과 및 세균생장 억제 등의 기능을 가지는 한천올리고당의 생산에 유용할 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
• /
• 제32권3호
• /
• pp.202-209
• /
• 2022

반수체 단세포 진핵생물인 녹조류 Chlamydomonas reinhardtii는 미세조류와 유전자 변형을 이용하여 고부가가치 물질을 생산하는 세포 공장으로 연구자와 산업계에서 오랫동안 사용되어 왔다. 현재 대부분의 기초 및 산업 연구에 사용되는 외래종인 C. reinhardtii를 대체하기 위하여 충청과 전라지역 12개의 담수에서 채취한 시료에서 Chlamydomonas로 추정되는 미세조류 K01을 분리하였다. 분리균주 K01의 형태학적 분석과 18S rDNA 유전자 서열(NCBI 수탁번호 KC166137)의 계통발생학적 분석을 통하여 분리균주 K01는 Chlamydomonas reinhardtii로 동정 되었다. 분리균주 C. reinhardtii K01의 성장 및 지질 함량은 TAP 배지에서 3개의 야생 균주 및 4개의 돌연변이 균주와 비교하였다. 이들 균주 중 C. reinhardtii K01 균주가 배양 3일째 1.74×10⁷ cells/ml개의 세포수가 관찰되었다. 이는 비교 균주 중 가장 높은 세포 수(1.20×10⁷ cells/ml)를 나타내어 UTEX2244와 비교했을 때 1.5배 빠른 성장속도를 보였다. 분리균주 C. reinhardtii K01의 지질함량(20.67%)은 야생형 균주의 지질함량과 유사하였다. 분리균주 Chlamydomonas reinhardtii K01의 지방산 성분은 7종의 분양 균주에서 확인된 지방산 중 oleate (C18:1)가 검출되지 않았다. 분리균주 C. reinhardtii K01은 nitrate (NaNO₃)를 질소원으로 포함하는 BG11배지에서 배양 6일 동안 0.87 g/l까지 세포밀도가 증가하였으나, 분양균주인 7종의 Chlamydomonas의 경우 모든 균주에서 세포증식이 거의 일어나지 않았다.