• 제목/요약/키워드: Toxin gene

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국내 재배 트리티케일에 발생한 붉은곰팡이병의 다양성 및 독소화학형 분석 (Identification and Chemotype Profiling of Fusarium Head Blight Disease in Triticale)

  • 양정욱;김주연;이미랑;강인정;정현정;박명렬;구자환;김욱한
    • 식물병연구
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    • 제27권4호
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    • pp.172-179
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    • 2021
  • 본 연구에서는 겨울철 사료작물로써 중요성이 증가하고 있는 트리티케일에서 발생한 붉은곰팡이병 원인균의 동정 및 독소 type을 분석하고 트리티케일에 효율적으로 적용 가능한 방제 약제를 선발하고자 분리된 붉은곰팡이 균주의 농약저항성 발생 여부를 분석하였다. 조성, 신조성, 신영, 신성, 세영 등 5개 트리티케일 품종에서 평균 9.15%의 병 발생 이삭률을 보였으며, 병 발생 낱알률은 29.2%로 나타났다. 그 결과 트리티케일에서 발생한 붉은곰팡이병 발생률은 평균 3.52%로 나타났다. 붉은곰팡이병에 감염된 개체로부터 총 91개의 균주가 분리되었으며, 이 중 붉은곰팡이 균주는 총 72개를 분리하였다. 분리한 균주의 형태 및 internal transcribed spacer 1, translation elongation factor 1α 유전자의 염기서열 분석 결과, 트리티케일에서 분리한 균주들은 전부 Fusarium asiaticum으로 동정되었다. 분리 동정된 균주들의 독소 type을 PCR을 통해 분석한 결과, nivalenol (NIV) type 독소는 64.6%, 3-acetyldeoxynivalenol은 4.6%, 15-acetyldeoxynivalenol은 30.8%로 대부분이 NIV type독소를 생성하는 F. asiaticum으로 분석되었다. 최근 봄철 이상 기상현상으로 여러 식량 작물에 붉은곰팡이병 발생률이 높아지고 있다. 트리티케일의 경우 붉은곰팡이병을 방제할 수 있는 등록약제가 없다. 본 실험에서는 보리와 밀에 등록된 약제를 대상으로 트리티케일에서 분리된 붉은곰팡이병 균주들의 약제 내성을 측정한 결과 captan, hexaconazole, difenoconazole·propiconazole 합제는 균사 생장 억제 효과가 있었다. Fludioxonil의 경우 72개 균주 중 6개의 균주가 권장 농도에서 반수영향생육기준치인 42.5 cm를 넘은 47.96±3.15의 균사 생장율을 보여 fludioxonil에 대한 내성이 발생한 것으로 분석되었다. 본 연구는 국내에서 처음 보고 되는 F. asiaticum에 의한 트리티케일의 붉은곰팡이병 발생 사례이며, 또한 붉은곰팡이가 생성하는 독소 타입을 구명하고, 등록 방제 약제가 없는 트리티케일에 효율적으로 방제가 가능한 내성 미발생 약제를 제시하는 중요한 연구 결과이다.

전통 발효 청국장으로부터 분리한 Bacillus 균주들의 특성 및 기능 분석 (Characteristics and functional analysis of Bacillus strains from the fermented soybean products, Cheonggukjang)

  • 문지영;권순우;홍승범;석순자;김정선;김수진
    • 미생물학회지
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    • 제51권3호
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    • pp.300-307
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    • 2015
  • 좋은 청국장을 발효하는 균주를 선발하기 위하여 청국장 시료로부터 8개의 균주를 선발하였다. 이들 중 7균주는 Bacillus subtilis subsp. subtilis와 99.9% 이상의 가장 높은 16S rRNA 유사도를 보였고, 한 균주는 B. licheniformis와 높은 유사도를 보였다. 선발 균주의 효소 생성을 분석한 결과 모든 균주에서 amylase, cellulase, protease 그리고 lipase 활성을 보였고, 6균주에서 혈전용해능을 보였다. 또한 전통방법으로 제조한 청국장에서 분리한 균주들의 안전성을 확보하고자 분리균주와 계통학적으로 가까운 Bacillus cereus의 독소유전자 7종의 유무를 확인한 결과 모든 선발균주에서 독소유전자 7종을 가지고 있지 않았다. 선발 균주 중 8균주에서 histamine과 tyramine의 생성이 없거나 최소한의 생성을 보였고, HPLC를 이용한 바이오제닉 아민 분해능 분석 결과 대부분의 균주가 tyramine 분해능을 보였다. 선발된 균주로 발효한 청국장의 발효능, 관능, 휘발성염기질소 생성을 확인 하여 7균주가 좋은 품질의 청국장을 만드는 것으로 확인되었고, 이들 선발된 균주로 만든 청국장의 metabolic profile을 분석하였다.

Validation of Methods for Isolation and Culture of Alpaca Melanocytes: A Novel Tool for In vitro Studies of Mechanisms Controlling Coat Color

  • Bai, Rui;Sen, Aritro;Yu, Zhihui;Yang, Gang;Wang, Haidong;Fan, Ruiwen;Lv, Lihua;Lee, Kyung-Bon;Smith, George W;Dong, Changsheng
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제23권4호
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    • pp.430-436
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    • 2010
  • The objective of the present studies was to develop and validate a system for isolation, purification and extended culture of pigment-producing cells in alpaca skin (melanocytes) responsible for coat color and to determine the effect of alpha melanocyte stimulating hormone treatment on mRNA expression for the melanocortin 1 receptor, a key gene involved in coat color regulation in other species. Skin punch biopsies were harvested from the dorsal region of 1-3 yr old alpacas and three different enzyme digestion methods were evaluated for effects on yield of viable cells and attachment in vitro. Greatest cell yields and attachment were obtained following dispersion with dispase II relative to trypsin and trypsin-EDTA treatment. Culture of cells in medium supplemented with basic fibroblast growth factor, bovine pituitary extract, hydrocortisone, insulin, 12-O-tetradecanolphorbol-13-acetate and cholera toxin yielded highly pure populations of melanocytes by passage 3 as confirmed by detection of tyrosinase activity and immunocytochemical localization of melanocyte markers including tyrosinase, S-100 and micropthalmia-associated transcription factor. Abundance of mRNA for tyrosinase, a key enzyme in melanocyte pigment production, was maintained through 10 passages showing preservation of melanocyte phenotypic characteristics with extended culture. To determine hormonal responsiveness of cultured melanocytes and investigate regulation of melanocortin 1 receptor expression, cultured melanocytes were treated with increasing concentrations of ${\alpha}$-melanocyte stimulating hormone. Treatment with ${\alpha}$-melanocyte stimulating hormone increased melanocortin receptor 1 mRNA in a dose dependent fashion. The results demonstrated culture of pure populations of alpaca melanocytes to 10 passages and illustrate the potential utility of such cells for studies of intrinsic and extrinsic regulation of genes controlling pigmentation and coat color in fiber-producing species.

국내 다양한 식품에서 분리한 황색포도상구균의 오염도 및 병원성 인자의 특징 (Prevalence and Characterization of Staphylococcus aureus Pathogenic Factors Isolated from Various Foods in Korea)

  • 조용선;이주영;이명기;신동빈;김동호;박기문
    • 한국식품과학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.648-654
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    • 2011
  • 우리나라 식중독 발생 중에 중요한 원인이 되고 있는 황색포도상구균에 대해 초밥, 김밥, 식육 제품, 크림이 포함된 빵, 케이크 류, 냉면의 다양한 식품 종류에서 평균적으로 매년 5.3% 분리율을 보였으며 가열 과정을 거친 식품에서도 황색포도상구균이 완전히 사멸하지 않고 남아 있음을 알 수 있었다. 또한 유통 과정 및 판매과정이 식품 오염의 매우 중요한 원인이 되므로 냉장을 유지하는 유통 판매과정이 필요하며 소비자도 식품을 구매하고는 바로 섭취를 하거나 섭취하기 전 까지는 냉장 유통을 유지하여야 한다. 황색포도상구균의 한국 식품위생법 기준치 100 cfu/g 이상으로 검출된 시료는 김밥이 1.5%, 냉면이 1.5%, 초밥이 0.5%이고 평균 균수는 냉면이 7,682 cfu/g로 가장 높았다. 초기에 균에 의해 오염된 식품은 냉장 유통 과정을 거치지 않는다면 오염균이 급격하게 증식되어 식중독을 유발할 가능성이 매우 높으므로 초기 오염에 대한 철저한 관리가 요구되어진다. 황색포도상구균은 온도에 영향을 받으며 계절별로 여름철에 황색포도상구균의 오염이 높았으나 상대적으로 관리가 소홀해지는 겨울철에도 주의를 요한다. 식품에서 황색포도상구균은 장독소 SEA가 표현형, 유전형 우점형 이였으며 총 150주 (33.1%)에서 장독소 유전자가 검출되었으며 sea=sei, seh 순으로 검출되었다. 식품별로는 독소 유전자 유형이 다양하게 검출되었으며 특히 tst 유전자가 10주(3.6%) 검출되었다. SED 독소는 표현형과 유전형이 일치 하지 않았다(p>0.05). 새로운 독소들에 대한 PCR 법에 의한 독소 유전자 검출로 분리주를 구별은 신뢰할 수 있었다. 최종적으로 우리나라 식품에서 분리된 황색포도상구균의 특징을 연구를 통해서 향후 식중독 발생 예방 방지를 위해서 사용할 수 있는 기초 자료를 제공하고자 하였다.

Expression, Purification and Transduction of PEP-1-Botulinum Neurotoxin Type A (PEP-1-BoNT/A) into Skin

  • Kim, Dae-Won;Kim, So-Young;An, Jae-Jin;Lee, Sun-Hwa;Jang, Sang-Ho;Won, Moo-Ho;Kang, Tae-Cheon;Chung, Kwang-Hoe;Jung, Hyun-Ho;Cho, Sung-Woo;Choi, Jin-Hi;Park, Jin-Seu;Eum, Won-Sik;Choi, Soo-Young
    • BMB Reports
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    • 제39권5호
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    • pp.642-647
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    • 2006
  • Botulinum neurotoxin A (BoNT/A) has been used therapeutically to treat muscular hypercontractions and sudomotor hyperactivity and it has been reported that BoNT/A might have analgesic properties in headache. PEP-1 peptide is a known carrier peptide that delivers fulll-ength native proteins in vitro and in vivo. In this study, a BoNT/A gene were fused with PEP-1 peptide in a bacterial expression vector to produce a genetic in-frame PEP-1-BoNT/A fusion protein. The expressed and purified PEP-1-BoNT/A fusion proteins were efficiently transduced into cells in a time- and dose-dependent manner when added exogenously in a culture medium. In addition, immuno-histochemical analysis revealed that PEP-1-BoNT/A fusion protein efficiently penetrated into the epidermis as well as the dermis of the subcutaneous layer, when sprayed on mice skin. These results suggest that PEP-1-BoNT/A fusion protein provide an efficient strategy for therapeutic delivery in various human diseases related to this protein.

마이크로/나노-운반체를 이용한 톡소이드 항원의 효과적인 전달 방법 (Efficient Delivery of Toxoid Antigens using Micro/Nano-carriers)

  • 박가영;안근아;이세희;김상범;김양훈;안지영
    • 생명과학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.496-507
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    • 2018
  • 톡소이드는 독성은 제거되고 항원성은 유지시킨 독소 단백질로써, 다양한 병원체의 감염 및 질병 예방을 위해 지속적으로 연구 되었다. 그러나, 톡소이드의 활성 감소 및 이와 함께 사용하는 어쥬번트의 부작용 등이 지속적으로 보고되면서, 면역성은 강화하고 어쥬번트의 사용은 줄일 수 있는 톡소이드 항원 전달 시스템이 필요하게 되었다. 따라서, 이러한 단점을 개선하고자 최근 새로운 백신과 약물 전달수송을 위해 다양한 분야에서 활용하고 있는 마이크로/나노 운반체를 톡소이드 항원에 도입하고 있다. 이와 같은 마이크로/나노 운반체는 미생물 자체를 이용하거나 미생물을 통해 생산해 낼 수도 있으며, 더 나아가 다양한 소재의 폴리머를 이용하여 제작할 수 있다. 본 총설에서는 톡소이드 항원 전달을 위한 마이크로/나노 운반체를 미생물 유래의 ghost cells (GCs), 그람 음성 세균이 분비하는 outer membrane vesicles (OMVs) 및 고분자 폴리머로 구성된 nanoparticles (NPs)으로 분류하였다. 마지막으로 각 운반체에 대한 톡소이드 항원의 전달 방식 및 이를 적용하였을 때 일어나는 면역반응에 대하여 서술하였으며, 이를 통해 향후 톡소이드의 효율 및 부작용이 개선되기를 기대한다.

Guinea pig cysteinyl leukotriene receptor 2 (gpCysLT2) mediates cell proliferation and intracellular calcium mobilization by LTC4 and LTD4

  • Ito, Yoshiyuki;Hirano, Minoru;Umemoto, Noriko;Zang, Liqing;Wang, Zhipeng;Oka, Takehiko;Shimada, Yasuhito;Nishimura, Yuhei;Kurokawa, Ichiro;Mizutani, Hitoshi;Tanaka, Toshio
    • BMB Reports
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    • 제41권2호
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    • pp.139-145
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    • 2008
  • We cloned and pharmacologically characterized the guinea pig cysteinyl leukotriene (CysLT) 2 receptor (gpCysLT2). gpCysLT2 consists of 317 amino acids with 75.3%, 75.2%, 73.3% identity to those of humans, mice and rats, respectively. The gpCysLT2 gene is highly expressed in the lung, moderately in eosinophils, skin, spleen, stomach, colon, and modestly in the small intestine. CysLTs accelerated the proliferation of gpCysLT2-expressing HEK293. Leukotriene C4 (LTC4) and Leukotriene D4 (LTD4) enhanced the cell proliferation higher than Bay-u9773, a CysLT2 selective partial agonist and a nonselective antagonist for CysLT receptors. Bay-u9773 did not antagonize the cell proliferation by LTC4 and LTD4. Despite the equipotency of the mitogenic effect among these chemicals, calcium mobilization (CM) levels were variable (LTC4 > LTD4 >> Bay-u9773), and Bay-u9773 antagonized the CM by LTC4. Moreover, the Gi/o inhibitor pertussis toxin perfectly inhibited agonist-induced cell proliferation. These results reveal that cell proliferation via CysLT2 signaling was mediated by Gi/o signaling but independent of calcium mobilization.

A Rapid and Sensitive Detection of Aflatoxin-producing Fungus Using an Optimized Polymerase Chain Reaction (PCR)

  • Bintvihok, Anong;Treebonmuang, Supitchaya;Srisakwattana, Kitiya;Nuanchun, Wisut;Patthanachai, Koranis;Usawang, Sungworn
    • Toxicological Research
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    • 제32권1호
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    • pp.81-87
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    • 2016
  • Aflatoxin B1 (AFB1) is produced by Aspergillus flavus growing in feedstuffs. Early detection of maize contamination by aflatoxigenic fungi is advantageous since aflatoxins exert adverse health effects. In this study, we report the development of an optimized conventional PCR for AFB1 detection and a rapid, sensitive and simple screening Real-time PCR (qPCR) with SYBR Green and two pairs of primers targeting the aflR genes which involved aflatoxin biosynthesis. AFB1 contaminated maize samples were divided into three groups by the toxin concentration. Genomic DNA was extracted from those samples. The target genes for A. flavus were tested by conventional PCR and the PCR products were analyzed by electrophoresis. A conventional PCR was carried out as nested PCR to verify the gene amplicon sizes. PCR-RFLP patterns, obtained with Hinc II and Pvu II enzyme analysis showed the differences to distinguish aflatoxin-producing fungi. However, they are not quantitative and need a separation of the products on gel and their visualization under UV light. On the other hand, qPCR facilitates the monitoring of the reaction as it progresses. It does not require post-PCR handling, which reduces the risk of cross-contamination and handling errors. It results in a much faster throughout. We found that the optimal primer annealing temperature was $65^{\circ}C$. The optimized template and primer concentration were $1.5{\mu}L\;(50ng/{\mu}L)$ and $3{\mu}L\;(10{\mu}M/{\mu}L)$ respectively. SYBR Green qPCR of four genes demonstrated amplification curves and melting peaks for tub1, afIM, afIR, and afID genes are at $88.0^{\circ}C$, $87.5^{\circ}C$, $83.5^{\circ}C$, and $89.5^{\circ}C$ respectively. Consequently, it was found that the four primers had elevated annealing temperatures, nevertheless it is desirable since it enhances the DNA binding specificity of the dye. New qPCR protocol could be employed for the determination of aflatoxin content in feedstuff samples.

Bacillus subtilis HJ18-4를 이용하여 제조한 메밀 속성장의 품질특성 (Quality characteristics of buckwheat Soksungjang manufactured by Bacillus subtilis HJ18-4)

  • 박나영;이선영;김지연;최혜선
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.699-704
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    • 2013
  • 메밀 속성장은 메밀과 콩으로 제조된 별미장이다. 항균 및 효소활성이 우수한 B. subtilis HJ18-4 균주를 starter로 사용하여 메밀 속성장을 제조하였다. 메밀 속성장 제조과정 중, starter 첨가 시기는 메주 제조단계(Treat-1) 및 염수 첨가단계(Treat-2)로 접종시기를 달리하였다. 발효 중 아미노태질소 함량, 환원당, 효소활성(protease, amylase)의 이화학적 품질특성과 총균 수, 유산균 수 및B. cereus 양 변화 등의 미생물학적 특성을 분석하였다. 그 결과, 총균 수는 발효 15일부터 7~8 log CFU/mL로 증가되었고 아미노태 질소함량은 발효기간 동안 65.38~202.52 mg%로 증가되었다. 반면, 환원당과 효소활성(amylase, protease)은 모든 처리구 에서 감소하였다. 발효기간 중 PlcR 발현에 미치는 영향을 측정한 결과, Treat-1 처리구에서 발효 23일 이후 검출되지 않았다. 메주 제조단계에서 B. subtilis HJ18-4를 접종한 Treat-1이 발효관련 이화학적 특성과B. cereus 저해효과가 우수하였다. 단일 균을 접종하여 제조되는 개량식장 제조 시, 자연발효에 제조된 장의 품질을 재현하기가 매우 어려운 실정이다. 본 연구는 자연발효방법으로 제조되는 메밀 속성장에 항균 및 효소활성이 우수한B. subtilis HJ18-4 균주를 스타터 적용하여 장류 품질개선 방법을 제시하였다.

인천지역에서 분리된 황색포도상구균의 분자생물학적 특성 분석 (Molecular Characterization of Clinically Isolated Staphylococcus aureus)

  • 오보영;김정희;공용우;이제만;고종명;김용희
    • 미생물학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.305-310
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    • 2008
  • 황색포도상구균은 주요한 기회 감염균으로, 최근 여러 가지 항생제에 내성을 지닌 메치실린 내성 황색포도상구균 Methicillin-resistant Staphylococcus aureus: MRSA)이 늘어나 문제가 되고 있다. 이에 본 연구에서는 인천지역관내 설사환자에서 분리한 장독소 양성인 S. aureus를 대상으로 항생제 감수성시험 및 PCR을 이용한 tsst, eta, etb mecA 유전자 검사를 실시하여 생물학적인 특성을 조사하였고, tsst 양성인 MRSA를 대상으로 Pulse Field Gel Electrophoresis (PFGE)에 의한 유전자형을 분석함으로서 경시적인 분자역학적 특성을 파악하고자 하였다. 그 결과 2,281건의 대변에서 173주의 장독소 양성인 S. aureus를 분리하였으며 A독소와 C독소가 각각 39%, 58%를 차지하는 것으로 나타났다. 항생제 감수성 결과 장독소 양성주는 모두 MRSA였으며, 이중 51%가 tsst 양성인 것으로 나타났고 eta, etb 유전자는 검출되지 않았다. mecA 내성유전자는 MRSA 균주의 97%가 양성으로 나타났다. tsst 양성인 MRSA 88주를 대상으로 PFGE한 결과, 10개의 유형으로 나뉘었으며 그중 A형, H형 및 F형 이 각각 58%, 10%, 9%로 주요한 형으로 나타났다.