The objective of this work was to improve bioluminescence stability of Photobacterium phosphoreum when it stored in view of developing continuous on-line monitoring system for pullutants. Long-term experiments were made to determine the effect of immobilization and storage temperature on the maintenance and stability of bioluminescence from luminescent bacteria. The immobilized cells of P. phosphoreum were compared with free cells in terms of maintenance of bioluminescence at room temperature. The bioluminescence of cells immobilized showed higher bioluminescence intensity that free and strontium bioluminescence stability was investigated with free and immobilized cells stored at $20^{\circ}C,\; 4^{\circ}C,\; -20^{\circ}C\;and\;-70^{\circ}C$for 20 days. Both free and immobilized cells stored at $4^{\circ}C$ emitted a stable bioluminescence while the bioluminescence markedly decreased with those stored at $20^{\circ}C,\;-20^{\circ}C\;and\; -70^{\circ}C$.
Stability of bioluminescence was investigated with Photobacterium phosphoreum immobilized on the strontium alginate in order to develope continuous real time monitoring of pollutants. The stability of bioluminescence emission was improved by prolonged aging time. The aging time of ${\geq}40$ min and the cell concentration of ${\leq}0.6\;of\;OD_660$ were selected for the immobilization of P. phosphoreum to give linearity between cell concentrations and bioluminescence intensity. In sensitivity tests using phenol, it was found that this compound quenched bioluminescence proportional to the concentration without lowering of cell growth. The lower value for maximum quenching ($q_s$) and higher dissociation constant ($K_s$) were observed with strontium-alginate immobilized cells compared to free cells. The response of bioluminescence to toxicants was evaluated with the immobilized luminescent bacteria. The sensitivity of the immobilized cells was found to be good in response to toxicants, 4-nitrophenol, salicylate and cadmium, when evaluated with a specific rate of bioluminescence quenching.
Proceedings of the Korean Society for Applied Microbiology Conference
/
2000.04a
/
pp.94-99
/
2000
Bioluminescence is being used as a prevailing reporter of gene expression in microorganisms and mammalian cells. Bacterial bioluminescence draws special attention from environmental biotechnologists since it has many advantageous characteristics, such as no requirement of extra substractes, highly sensitive, and on-line measurability. Using bacterial bioluminescence as a reporter of toxicity has replaced the classical toxicity monitoring technology of using fish or daphnia with a cutting-edge technology. Fusion of bacterial stress promoters, which control the transcription of stress genes corresponding to heat-shock, DNA-, or oxidative-damaging stress, to the bacterial lux operon has resulted in the development of novel toxicity biosensors with a short measurement time, enhanced sensitivity, and ease and convenient usage. Therefore, these recombinant bioluminescent bacteria are expected to induce bacterial bioluminescence when the cells are exposed to stressful conditions, including toxic chemicals. We have used these recombinant bioluminescent bacteria in order to develop toxicity biosensors in a continuous, portable, or in-situ measurement from for air, water, and soil environments. All the data obtained from these toxicity biosensors for these environments were found to be repeatable and reproducible, and the minimum detection level of toxicity was found to be ppb (part per billion) levels for specific chemicals.
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
/
v.30
no.1
/
pp.79-84
/
2008
This paper describes the application of bioluminescence stimulating agents on a genetically engineered microorganism, Pseudomonas putida mt-2 KG1206, to monitor toluene analogs using in groundwater samples from petroleum hydrocarbon contaminated sites. The maximum bioluminescent response with pure chemicals followed in the order: m-methyl benzyl alchohol > m-toluate > toluene > m-xylene > benzoate > p-xylene > o-xylene. Generally, the bioluminescence production of strain mixed with groundwater samples was dependent on the contaminated total inducer concentrations. However, few samples showed opposite results, where these phenomena may be caused by the complexicity of environmental samples. Two chemicals, SL(sodium lactate) and KNO$_3$, were tested to determine a better bioluminescence stimulant. Both chemicals stimulate the bioluminescence activity of strain KG1206, however, a slightly high bioluminescence was observed with nitrogen chemical. This selected stimulant was then tested on samples collected from contaminated groundwater samples. The bioluminescence activity of all samples mixed with the strain was stimulated with KNO$_3$ amendment. This suggests that the low bioluminescence activity exhibited by the environmental groundwater samples can be stimulated by amending the culture with a proper agent, such as nitrogen compound. These findings would be useful, especially, when strain was used to monitor the groundwater samples contaminated with low inducer contaminants. Overall, the results of this study found the ability of bioluminescence producing bacteria to biosensor a specific group of environmental contaminants, and suggest the potential for more efficient preliminary application of this engineered strain in a field-ready bioassay.
Two recombinant bacteria containing luxAB showed an increased tolerance to stresses associated with lyophilization, when the cells were freeze-dried in the presence of trehalose. In the case of a recombinant, UV2, only $2.5\%$ of the original bioluminescence and $2.7\%$ of the cell viability were restored after 4 h of freeze-drying without trehalose, which implies that the cells were heavily damaged during the dehydration. To improve these losses, trehalose was added before freeze-drying using different modes. Trehalose increased the bioluminescence and the viability of freeze-dried UV2 under all conditions tested, and it was also observed that the addition of trehalose to the cultures (final concentration of 0.08 M) for 15 min before the freeze-drying resulted in the restoration of $45\%$ of the original bioluminescence and $50\%$ of the cell viability. Trehalose also showed a similar efficacy with the other luminescent recombinant, YH9. Therefore, it was tentatively concluded that trehalose played a role as a protective agent in the freeze-drying of bacterial cells.
A new sensing system based on the immobilization of luminescent bacteria, photobacterium phosphoreum, was proposed for continuous real-time monitoring of pollutants. The response curves demonstrate that Photobacterium phosphoreum immobilized on the strontium alginate were very sensitive to seven reference chemicals used. The significant inhibitory concentrations for bioluminescence emission were 5 ppm for Pb$(NO_3)_2$), $NiCl_2$, $CdCl_2$, 50 ppm for $NaASO_2$, 0.1 ppm for $HgCl_2$, 0.5 ppm for pentachlorophenol and less than 5 ppm for SDS, respectively. The alginate mixed-cells (AMC) retained their luminescence during experimental period (29 days) under storage condition of $-80^{\circ}C$. The variables affecting performance of continuous flow through monitoring (CFTM) was optimized in order to ensure stability and efficiency. The flow through cell with strontium-alginate immobilized luminescent bacteria was tested with salicylate and 4-nitrophenol. A rapid response of luminescence was recorded by time drive mode in bioluminescence spectrometer after exposure to both toxicants.
This research focused on the effects of heavy metals on the biomonitoring activity of genetically engineered bioluminescent bacteria, Pseudomonas putida mt-2 KG1206. KG1206 was exposed to single or binary mixtures of different heavy metals as well as soils contaminated with heavy metals. In case of single exposure with different inducer pollutant, the toxicity order was as followings : As(III) > Cd, As(V) >> Cu, Cr(VI). The toxic effects of the binary mixtures was compared to the expected effect based on a simple theory of probabilities. The interactive effects were mostly additive, while in few cases antgonistic and synergistic mode of action was observed for some concentration combinations. No considerable correlation was found between the total metal contents in soils and the bioluminescence activity of each sample. However, statistically significant differences (p = 0.0102) were observed between two groups, classified based on arsenite contamination. These results demonstrate the usage of recombinant bioluminescent microorganism in biomonitoring and the complex interactive effects of metals.
Determination of bacterial adenosine triphosphate (ATP) based on luciferin-luciferase bioluminescene reaction was applied to the measurement of bacteria on the surface of chicken as an alternative rapid method. The light yield was proportional to the concentration of ATP giving a straight line within a range of $10^{-10}\;to\;10^{-6}M$. The bacteria isolated from the surface of chicken were identified as Escherichia coli, Hafnia alvei, Pseudomonas putida and Aeromonas hydrophila. When the ATP contents of each bacteria were determined by bioluminescence reaction and compared, there was no significant difference (r = 0.95). The Patterns of growth curves for E. coli look very similar, when the bacterial growth was monitored by ATP content and viable cell count. When bacterial ATP of each samples collected every 2 days during storage for 14 days at $4^{\circ}C$was determined and compared with viable cell count, it gave a good correlation (r = 0.95, n = 32).
Recombinant bioluminescent bacterial strains that use specific promoters fused to the bioluminescence genes (lux genes) have been applied in environmental monitoring. Advantages of using recombinant bioluminescent bacteria as blosensing cells include rapid responses, low costs, and improved reproducibility. In this study, a recombinant Escherichia coli, GC2, containing a lac::luxCDABE fusion immobilized with solid agar media and glass beads was used to estimate the effect of this soil flushing technique. This bacterium constitutively emits light under normal conditions (no toxic chemicals). When growth and metabolism of these bioluminescent bacteria is inhibited by their exposure to toxic chemicals, the bioluminescence (BL) is reduced. A biosurfactant, rhamnolipids, was used to extract phenanthrene from the soil after flushing.
In this work, effects of trehalose on the recovery of bioluminescence and viability of luxAB-containing recombinant bacteria were investigated. In case of a recombinant, UV2, only 2.5% of bioluminescence and 2.7% of cell viability were restored after 3.5hr of freeze-drying without trehalose, which implies that cells were heavily damaged during the dehydration. To improve these losses, trehalose was added before freeze-drying on different modes. Trehalose increased the bioluminescence and viability of freeze-dried UV2 in all conditions tested and it was observed that addition of trehalose into the broth(final concentraion, 0.08M) for 15min before the freeze-drying resulted in 45% of bioluminescence and 50% of cell viability. For the other luminescent recombinant, YH9, trehalose showed a similar efficacy.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.