• Journal of Animal Science and Technology
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• 제66권3호
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• pp.523-542
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• 2024

Hanwoo and Jeju Black cattle (Jeju Black) are native breeds of Korean cattle. Jeju Black cattle are recognized as natural monuments and are known to exhibit slower growth rates compared to Hanwoo. While several studies have analyzed the genetic characteristics of these cattle, there has been limited research on the differences in their microbiome. In this study, rumen fluid was obtained from three Hanwoo steers and three Jeju Black steers, and three different diets (total mixed rations [TMRs] for growing, early fattening, and late fattening periods) were used as substrates for in vitro fermentation. The in vitro incubation was conducted for 3 h and 24 h following a 2 × 3 factorial arrangement. After both incubation periods, fermentation characteristics were analyzed, and ruminal microbiome analysis was performed using 16S rRNA gene sequencing, employing both QIIME2 and PICRUSt2. The results revealed significant differences in the ruminal microbiota due to the inoculum effect. At the phylum level, Patescibacteria and Synergistota were found to be enriched in the Jeju Black inoculum-treated group. Additionally, using different inocula also affected the relative abundance of major taxa, including Ruminococcus, Pseudoramibacter, Ruminococcaceae CAG-352, and the [Eubacterium] ruminantium group. These microbial differences induced by the inoculum may have originated from varying levels of domestication between the two subspecies of donor animals, which mainly influenced the fermentation and microbiome features in the early incubation stages, although this was only partially offset afterward. Furthermore, predicted commission numbers of microbial enzymes, some of which are involved in the biosynthesis of secondary metabolites, fatty acids, and alpha amylase, differed based on the inoculum effect. However, these differences may account for only a small proportion of the overall metabolic pathway. Conversely, diets were found to affect protein biosynthesis and its related metabolism, which showed differential abundance in the growing diet and were potentially linked to the growth-promoting effects in beef cattle during the growing period. In conclusion, this study demonstrated that using different inocula significantly affected in vitro fermentation characteristics and microbiome features, mainly in the early stages of incubation, with some effects persisting up to 24 h of incubation.

• 생명과학회지
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• 제30권9호
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• pp.804-812
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• 2020

본 연구에서는 아메리카왕거저리에 대한 기능성 연구의 일환으로 아메리카왕거저리 유충의 유전체 분석을 통해 선별된 조포바신 1의 항균 및 항염증 활성을 확인하였다. 선행연구에서 RNA 시퀀싱을 통해 아메리카왕거저리의 전사체를 분석하였으며, 결과를 바탕으로 인실리코(in silico) 분석을 수행하여 전사체 유래 항균 펩타이드를 스크리닝하고 선발하였다. 수행된 항균활성 및 용혈활성 테스트에서 조포바신 1은 세균 및 칸디다 진균에 대해 광범위한 항균활성을 나타낸 반면 마우스 적혈구에 대한 용혈활성은 전혀 없었다. 다음으로 마우스 대식세포주 Raw264.7 세포를 이용하여 조포바신 1의 항염증활성을 확인하였다. 그 결과 조포바신 1은 LPS로부터 유도된 Raw264.7 세포들의 산화질소 생성을 감소시키는 결과를 보여주었다. 뿐만 아니라 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR) 방법과 효소결합면역흡착측정법(ELISA)을 통해 조포바신 1이 Raw264.7 세포에서 전염증성 사이토카인(IL-6, IL-1β)의 발현을 감소시킨다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 염증반응의 신호전달인자들(MAPKs, NF-κB)의 인산화를 억제하는 것을 확인하였다. 게다가 조포바신 1은 LPS와의 상호작용을 통해 결합한다는 것을 확인하였다. 이러한 연구결과들은 아메리카왕거저리 유전체 분석을 통해 확인된 조포바신 1이 항균 및 항염증 치료를 위한 물질로서 개발하는데 가능성이 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제30권10호
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• pp.886-895
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• 2020

본 연구에서는 호랑나비 유충의 유전체 분석을 통해 선별된 파필리오신 3의 항균 및 항염증 활성을 확인하였다. 선행연구에서 RNA 시퀀싱 분석을 통해 호랑나비의 전사체를 분석하였으며, 결과를 바탕으로 인실리코(in silico) 분석을 진행하여 전사체 유래 항균 펩타이드를 스크리닝하고 선발하였다. 수행된 항균 활성 및 용혈 활성 테스트에서 파필리오신 3은 그람음성균인 E. coli와 그람양성균인 S. aureus에 대해 강력한 항균활성을 나타낸 반면 마우스 적혈구에 대한 용혈 활성은 전혀 없었다. 다음으로 마우스 대식세포주 Raw264.7 세포를 이용하여 파필리오신 3의 항염증 활성을 확인하였다. 그 결과 파필리오신 3은 LPS로부터 유도된 Raw264.7 세포들의 산화질소 생성을 감소시키는 결과를 보여주었다. 뿐만 아니라 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR) 방법과 효소결합면역흡착측정법(ELISA)을 통해 파필리오신 3이 Raw264.7 세포에서 전염증성 사이토카인(IL-6, IL-1β)의 발현을 감소시킨다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 염증반응의 신호전달인자들(MAPKs, NF-κB)의 인산화를 억제하는 것을 확인하였는데, 이는 파필리오신 3이 LPS와의 상호작용을 통해 결합하여 효과를 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 호랑나비 유전체 분석을 통해 확인된 파필리오신 3이 새로운 항균 및 항염증 치료제로서 개발하는데 가능성 있는 물질로 사료된다.

• 환경생물
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• 제34권4호
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• pp.304-313
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• 2016

현재 전 세계적으로 원자력 발전소가 직면하고 있는 문제 중 가장 큰 문제는 방사성 핵종($^{134}Cs$, $^{135}Cs$, $^{137}Cs$)에 오염된 핵 폐기물 저장 및 처리시설 확충이다. 원자력 발전소의 꾸준한 증가율에 비하여 방사성 폐기물을 처리할 수 있는 처리시설의 공간적 한계에 직면하고 있기 때문이다. 이에 환경 친화적이면서 효율적인 폐기물 처리방법의 개발이 시급하다. 이에 따라, 경제적이면서 높은 회수율을 가지는 균주와 세슘 이온의 상호 작용을 통한 방사성 세슘 생물학적 흡착에 대한 연구가 각광받고 있다. 하지만, 현재 세슘 저항성을 지닌 균주는 많이 보고되어 있지 않은 상태이다. 본 연구는 한국원자력연구원 첨단방사선 연구소 주변에서 샘플을 채취하여 세슘 저항성을 지닌 균주를 선별하였다. 세슘 저항성 균주 선별 방법은 다음과 같다. 샘플 및 100 mM CsCl을 R2A 액체 배지에 첨가한 뒤, 72시간 후에 살아남은 균주들을 16S rRNA 염기서열을 NCBI's BlastN의 database의 균주들의 염기서열과 비교/분석을 하여 균주를 동정 분석하였다. 동정 분석 결과, B. anthracis Roh-1, B. cereus Roh-2 균주들이 세슘 저항성 우점종 균주인 것을 확인할 수 있었다. B. cereus Roh-2 균주가 B. anthracis Roh-1 균주보다 세슘에 대한 저항성을 보이는 것을 본 실험을 통해 확인할 수 있었으며, 특히 50 mM CsCl 환경에서 B. cereus Roh-2 균주는 B. anthracis Roh-1 균주보다 최대 30% 이상 세슘에 대해 저항성을 가지는 것을 확인하였다. 또한, $0.2mg\;L^{-1}$ $Cs^+$가 함유된 R2A 배지를 24시간 동안 처리하였을 때, B. anthracis Roh-1 균주는 g당 최대 $2.01mg\;L^{-1}$의 세슘 흡착능을 유도결합플라즈마 질량분석기 분석을 통해 확인하였다. 본 세슘 저항성 균주 스크리닝 기술 및 선별된 균주들은 차후에 방사성 오염지역 생물학적 환경 정화 및 제염해체를 위한 플랫폼 기술로 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 한국식물병리학회:학술대회논문집
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• 한국식물병리학회 1995년도 Proceedings of special lectures on Molecular Biological Approaches to Plant Disease National Agricultural Science and Technology Institute Suwon, Korea
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• pp.77-96
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• 1995

To obtain basic informations for the improvement of seed potato production in Korea, some etiological properties of potato virus Y(PVY) distributed in the major seed potato production area(Daekwanryeong) were characterized, and the nucleotide and amino acid sequences of the coat protein gene of the PVY strains isolated were analyzed. PVY strains in Daekwonryeong, an alpine area, were identified to be two strains, PVYo and PVYN by symptoms of indicator plants, and their distribution in potato fields was similar. Major symptom on potato varieties by PVY was grouped as either mosaic alone or mosaic accompanied with veinal necrosis in the lower leaves. The symptom occurrence of the two symptoms was similar with Irish Cobbler, but Superior showed a higher rate of mosaic symptom than the other. The PVY strain which was isolated from potato cv. Superior showing typical mosaic symptoms produced symptoms of PVY-O on the indicator plants of Chenopodium amaranticolor, Nicotiana tabacum cv. Xanthi nc and Physalis floridana, but no symptom o Capsicum annum cv. Ace. Moreover, results from the enzyme-linked immunosorbent assay with monoclonal and polyclonal antibodies showed that the isolated PVY reacts strongly with PYV-O antibodies but does not react specifically with PVY-T antibodies. The purified virus particles were flexious with a size of 730$\times$11nm. On the basis of the above characteristics, the strain was identified to be a PVY-O and named as of PVY-K strain. The flight of vector aphids was observed in late May, however, the first occurrence of infected plants was in mid June with the bait plants surrounded with PVY-infected potato plants and early July with the bait plants surrounded with PVY-free potato plants. PVY infection rates by counting symptoms on bait plants (White Burley) were 1.1% with the field surrounded with PVY-free potato plants and 13.7% the fields surrounded with PVY-infected potato plants, showing the effect of infection pressure. The propagated PVY-K strain on tobacco(N. sylvestris) was purified, and the RNA of the virus was extracted by the method of phenol extraction. The size of PVY-K RNA was measured to be 9, 500 nucleotides on agarose gel electrophoresis. The double-stranded cDNAs of PVY-K coat protein(CP) gene derived by the method of polymerase chain reaction were transformed into the competent cells of E. coli JM 109, and 2 clones(pYK6 and pYK17) among 11 clones were confirmed to contain the full-length cDNA. Purified plasmids from pYK17 were cut with Sph I and Xba I were deleted with exonuclease III and were used for sequencing analysis. The PVY-K CP gene was comprised of 801 nucleotides when counted from the clevage site of CAG(Gln)-GCA(Ala) to the stop codon of TGA and encoded 267 amino acids. The molecular weight of the encoded polypeptides was calculated to be 34, 630 daltons. The base composition of the CP gene was 33.3% of adenine, 25.2% of guanine, 20.1% of cytosine and 21.4% of uracil. The polypeptide encoded by PVY-K CP gene was comprised of 22 alanines, 20 threonines, 19 glutamic acids and 18 glycines in order. The homology of nucleotide sequence of PVY-K CP gene with those of PVY-O(Japan), PVY-T(Japan), PVY-TH(Japan), PVYN(the Netherlands), and PVYN(France) was represented as 97.3%, 88.9%, 89.3%, 89.6% and 98.5%, respectively. The amino acid sequence homology of the polypeptide encoded by PVY-K CP gene with those encoded by viruses was represented as 97.4%, 92.5%, 92.9%, 92.9%, and 98.5%, respectively.

• 식물병연구
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• 제25권1호
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• pp.8-15
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• 2019

전 세계적으로 자두곰보바이러스는 핵과류에 발생하는 중요한 바이러스이다. 2015년 국내 복숭아에서 자두곰보바이러스 감염이 확인된 이후 국내 핵과류 과원에 대한 자두곰보바이러스 발생 조사가 시작되었다. 2016-2017년 국내 핵과류 1,985과원의 30,333주 나무에서 시료를 채집하여 특이 프라이머를 이용한 RT-PCR 검정 결과, 10과원의 21주 나무에서 자두곰보바이러스가 확인되었고, 박멸조치에 따라 감염 주에 대한 폐기 등 방제가 실시되었다. 2016년 자두곰보바이러스에 감염된 복숭아 나무 7주의 total RNA에서 PCR 산물 약 547 bp을 얻은 후 direct sequencing 하여 염기서열을 결정하였다. BLAST 검색 결과 Genbank에 등록된 자두곰보바이러스 D 계통 분리 주들(LC331298, LT600782)과 99% 높은 염기서열 상동성을 보였으며, 국내 복숭아 나무 7개 분리 주 간에 98-100% 염기서열 상동성을 보였다. Phylogenetic tree 분석 결과 한국, 일본, 미국, 캐나다에서 보고된 D 계통과 높은 유연관계를 가지는 것을 확인 할 수 있었다. 이 보고는 2016-2017년 국내 핵과류 과원의 자두곰보바이러스 발생 현황에 대한 첫 보고이며, 이를 바탕으로 발생 주 제거 등 국내 금지급 자두곰보병의 예방 및 방제 대책 수립을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다.

• 생명과학회지
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• 제33권4호
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• pp.357-362
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• 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.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제49권5호
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• pp.546-557
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• 2000

연구배경 : 결핵발병률과 다제내성 결핵균주의 증가로 효과적인 치료 및 관리를 위해 보다 신속하고 정확한 약제내성의 진단이 필요한 실정이다. 이에 다제내성 중요한 표지자인 rifampin 내성의 주요 기전인 rpoB 유전자 돌연변이 검출을 위해 기존의 직접 염기 서열분석과 최근 유전자 발현, 유전자 변이 및 다형성, 그리고 염기서열분석 등의 연구에 중요한 기술로 이용되어지는 oligonucleotide chip 기술을 이용하기 위한 간편하고 정확한 돌연변이 검출법을 개발하고자 시행하였다. 방법 : 본 연구에는 rifampin 내성 결핵 균주 28예와 10예의 감수성 균주 총 38예의 rifampin 내성 결해 균주를 선택하였고, wild type probe 6종류와 돌연변이 출현빈도가 높은 12종류의 probe를 제작하여 총 18 종류의 oligonucleotide probe를 고형지지체에 부착 시킨 저밀도 oligonucleotide chip을 제작하였으며 oligonucleotide chip을 이용한 rpoB 돌연변이 검출과 결과를 직접염기서열 분석 결과와 비교하였다. 결과 : Oligonucleotide chip 분석 결과 rifampin 감수성 균주에서 모두 각 codon의 wild type probe와 반응이 나타났으며, 내성 균주에서는 돌연변이가 나타난 codon을 제외한 codon 의 경우는 wild type probe와 반응이 일어났으며, 각 균주 별 돌연변이가 나타난 codon은 정확하게 그에 해당하는 돌연변이 probe와 반응함을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 직접 염기 서열 분석 결과와 서로 일치함을 알 수 있었다. 또한 oligonucleotide chip 분석 결과와 염기서열 분석 결과에서 rpoB 유전자의 codon 531과 526에서 대부분 돌연변이가 검출되어 rpoB 유전자의 돌연변이 중 큰 비중을 차지함을 또한 알 수 있었다. 결론 : 결핵균의 rifampin 내성 획득에 중요한 기전인 rpoB 유전자의 돌연변이를 저밀도의 oligonucleotide chip을 이용하여 검출할 수 있었으며 향후 지속적인 개선에 의하여 항생제 내성 진단의 자동화를 위한 유용한 수단이 될 것으로 기대된다.

• 한국유기농업학회지
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• 제24권4호
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• pp.833-847
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• 2016

가뭄은 농작물의 생산성을 저해하는 주요 원인 중 하나이며, 잎을 먹는 쌈채류의 경우 물 부족 스트레스에 더 치명적일 수 있다. 본 연구는 케일 유묘에 대한 식물생육촉진 균주(PGPB)의 가뭄 내성 효과를 알아보기 위해 수행되었다. 쌈채류의 토양 및 근권 토양으로부 터 형태학적으로 구분되는 146개의 콜로니를 분리하고 온실 생물검정을 통해 케일 생육촉진이 우수한 균주 SB19를 최종 선발하였다. SB19 균주는 케일 재배 토양으로부터 분리하였으며 16S rRNA 유전자 염기서열 분석 결과 Bacillus sp.로 확인되었다. Bacillus sp. SB19 균주를 처리한 케일에 7일 간 수분 부족 스트레스를 유도하고 7일째에 가뭄 피해 조사 후 모든 처리구에 1회 관수하였다. 이후 다시 7일 간 수분 부족 스트레스를 주어 14일째에 케일의 내건성 증진 여부를 조사하였다. 가뭄 조건 7일째에 $10^6$와 $10^7cell\;mL^{-1}$ 농도의 SB19 균주를 처리한 케일에서 무처리와 비교하여 가뭄 스트레스 경감 효과를 보였다. 7일째에 모든 처리구에 관수 후 다시 가뭄 스트레스를 주었을 때에도 $10^6$와 $10^7cell\;mL^{-1}$ 농도의 SB19 균주 처리구에서 무처리구와 비교하여 가뭄 피해 경감 효과가 있었으며, 7일째와 14일째 모두에서 $10^7cell\;mL^{-1}$ 농도의 SB19 균주 처리구에서 가뭄 피해의 완화 정도가 가장 효과적인 것으로 나타났다. $10^6cell\;mL^{-1}$ SB19 균주 처리구에서는 물 부족으로 인한 잎의 노화가 $10^7cell\;mL^{-1}$ 농도 처리구에 비해 빠르게 발생하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 유용 미생물과 식물의 상호작용이 식물의 물 이용률을 증진시키는 중요한 역할을 하고 약한 가뭄 조건에서 쌈채류의 품질을 향상시킬 수 있는 방안이 될 수 있을 것이라고 예측한다. 즉, 미생물학적인 환경 스트레스 극복 방법으로서의 가치를 뒷받침하는 것이라 할 수 있다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제24권8호
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• pp.1168-1179
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• 2017

본 연구에서는 전통발효 식품에서 균주를 분리하고 상업적으로 이용 가능하며 프로바이오틱스 특성, 우수한 발효특성 및 전통발효식품에서 문제시 되고 있는 부분을 통제하여 안전성을 갖는 Bacillus 속 균주를 선발하고자 하였다. 전통발효식품 100종에서 400종의 균주를 분리 후 선택배지를 이용하여 Bacillus 속 균주 100 종을 1차 선별하였다. 분리주를 대상으로 세포외 효소, 항균활성 등 기본 균주 특성 분석을 수행하였고, biogenic amine 생성능, 용혈성 및 유해 대사산물과 효소 생성능을 조사하여 안전성을 확인하였다. 또한 독소유전자, biogenic amine 생성 관련 유전자, 항균 펩타이드 유전자에 대한 보유 여부 조사를 통해 가장 우수한 5종의 균주를 2차 선별하였다. 5종의 선별 분리주를 대상으로 프로바이오틱스 활용 가능성을 확인하기 위해 내산성 및 내담즙성, 세포표면 소수성 분석을 실시하였다. 5종의 선별 균주 중 SRCM 100730은 pH 2.0 조건에서 4.24 log CFU/mL, 0.6% oxgall 조건에서 5.81 log CFU/mL로 높은 생존율을 나타내었고, 세포 표면 소수성 분석 결과 72.2%로 가장 높은 소수성을 지니고 있어, 잠재적 프로바이오틱스 특성이 우수한 SRCM 100730을 최종 균주로 선정하였다. 최종 선발 균주는 16S rRNA 염기서열 분석을 통해 B. amyloliquefaciens로 확인되어 B. amyloliquefaciens SRCM 100730(KCCM 11966P)로 명명하였으며, 이를 이용한 청국장을 제조하여 대두를 이용한 발효 특성을 확인하였다. 제조 청국장은 B. cereus가 검출되지 않았으며, ${\gamma}$-PGA와 세포외 효소 활성이 시판 청국장과 비교해 우수함을 확인하였다. 또한 아미노태 질소 함량은 544.02 mg%, 유리 아미노산은 26종이 검출되었고, 쓴맛을 내는 leucine, isoleucine, valine, methionine, phenylalanine이 시판 제품보다 낮으며, 중추신경계에 작용하는 억제 신경전달물질인 GABA는 시판 청국장에 비해 약 3배 높은 것을 확인하였다. 연구 결과를 토대로 SRCM 100730은 세포외 효소 및 항균활성이 우수하고, 내산성 및 내담즙성 등의 프로바이오틱스 특성이 우수하며, 청국장 발효와 같은 발효식품 산업에 활용 가능성이 높은 프로바이오틱스 소재로 기대된다.