• 생태와환경
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• 제54권3호
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• pp.170-189
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• 2021

환경유전자(eDNA)는 다양한 환경(수중, 토양, 대기)에 존재하는 생물체로부터 유래된 유전물질을 의미한다. eDNA는 높은 민감도, 짧은 조사시간 등 많은 장점들이 존재하며 이로 인해 생물 모니터링 및 유해생물과 멸종위기 생물을 탐색하는 분야에 다양하게 활용되고 있다. 이러한 eDNA를 채집하기 위해서는 대상생물 및 대상유전자뿐만 아니라 현장 여과방법 및 eDNA 보존방법과 같이 매우 다양한 항목들을 고려해야 한다. 특히 환경에서 eDNA를 채집하는 방법은 eDNA 농도와 직결되는 항목으로서 적절한 채집방법을 사용하여 eDNA를 채집할 때 정확한 분석결과를 얻을 수 있다. 또한 현장에서 채집한 eDNA를 보존하고 추출하는 과정에서도 정확한 방법을 사용하였을 때 현장에 분포하는 eDNA의 농도를 정확하게 파악할 수 있다. 특히 eDNA 연구를 시작하는 연구자들에게 eDNA 분야는 초기 진입 장벽이 매우 높은 기술로서 이를 위한 기초 자료가 매우 절실하다. 본 연구에서는 본 연구는 eDNA가 수생태계를 연구하기 위한 도구로서 보다 널리 이용되며, eDNA를 이용하기 시작하는 연구자들에게 도움을 주고자 수생태계에서 eDNA를 채집하고 및 운반하는 방법과 실험실에서 eDNA를 추출하는 방법을 소개하고, 보다 간편하고 효율적인 eDNA 채집 도구와 방법을 제시하였다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제8권2호
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• pp.93-103
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• 2023

eDNA (environmental DNA)란 특정 환경에 서식하는 생물로부터 유래한 DNA를 의미한다. 환경 시료로부터 추출한 eDNA를 활용하면 해당 환경에 서식하는 생물들의 효율적이고 정확한 모니터링을 수행할 수 있다. 해수 시료로부터 얻은 eDNA를 기반으로 해양생물 다양성 연구를 수행할 수 있다. 해수 시료를 채집하고 이로부터 eDNA를 추출한 뒤, metagenome 분석을 통해 서식하는 해양생물의 종 동정과 다양성 분석이 가능하다. 본 리뷰에서는 이처럼 해수의 eDNA를 활용하여 해양 지역의 생물 다양성 연구를 수행하는 전체적인 과정을 제시하고 있다. 아직 국내에는 해양생물 다양성 연구를 위해 eDNA를 적용하는 방법이 보편화 되어있지 않으며, 본 리뷰를 기반으로 이와 같은 eDNA 연구 방법을 정립하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 미생물학회지
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• 제27권1호
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• pp.16-20
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• 1989

The effect of E. coli plasmid DNA sequences contained by chimeric vectors on plasmid replication was investigated. We constructed YRp7- or 2.$\mu$m circle-based plasmids containing E. coli plasmid DNA sequences and those not containing it. By examining their maintenance in yeast, we showed that plasmid without E. coli plasmid DNA sdquences was nore stable and presented higher copy number, and espressed higher level of hepatitis B viral surface antigen as a foreign gene. This result suggested that E. coli plasmid DNA sequences within chimeric plasmid somehow inhibited plasmid replication in yeast.

• 생태와환경
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• 제56권1호
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• pp.36-44
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• 2023

자연생태계에서 환경유전자 (eDNA)는 세포의 내부(intracellular)와 외부(extracellular) 형태로 존재할 수 있다. 유해남조류를 대상으로 할 때, 세포 외부 eDNA는 남조류의 흔적, 세포 내부 eDNA는 남조류의 발생 잠재성을 의미한다. 하지만 기존의 퇴적물 eDNA 분석법인 silica bead를 이용한 파쇄법으로는 존재 형태를 구분할 수 없기 때문에 실질적인 유해남조류 발생 잠재성을 파악하기 어렵다. 본 연구는 기존의 파쇄법의 한계를 극복하고자 퇴적물 내 세포 내 eDNA를 선택적으로 분석할 수 있는 퇴적물 전처리 방법인 밀도구배 원심분리법(Ludox method)의 적용성을 분석하였다. 그 결과, 기존의 파쇄법은 퇴적물을 그대로 사용하여 eDNA를 추출하기 때문에 eDNA에서 증폭한 mic 유전자가 세포 내 존재하는지 혹은 세포 외 DNA로만 존재하는지 알 수 없었다. 하지만 Ludox method는 여과 및 밀도 구배를 통해 퇴적물의 세포 내 eDNA를 농축하므로 남조류 세포 내부에 존재하는 mic 유전자만을 증폭할 수 있었다. 결론적으로 Ludox method는 충분한 세포내부 유전자 농도를 확보하고 세포 내부와 외부의 eDNA를 명확히 구분함으로써 보다 정확하고 세밀한 잠재성 분석이 가능하였다. 이는 퇴적물 유해남조류의 유전자 활성을 확인할 수 있는 eRNA 분석과 차세대염기서열분석(next generation sequencing; NGS)을 이용한 meta-barcoding에 Ludox method를 활용함으로써 보다 현실적인 잠재성을 분석할 수 있을 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제53권1호
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• pp.63-72
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• 2020

본 연구에서는 멸종위기종이 서식하는 4개 하천(금강, 지천, 황지천, 섬진강)에서 환경유전자(environmental DNA, eDNA)와 보편적 어구를 이용한 조사 방법을 적용하여 지점별 종 다양성을 확인하고, 이를 통해 eDNA의 활용을 고찰하였다. eDNA 조사를 통해서 확인된 종 수는 지점 평균(±표준편차) 19종(±4.4)이며, 이는 어구를 이용한 정량 조사의 10종(±4.8)과 비교하여 높게 나타났다. 대부분의 지점에서 eDNA 조사가 어구를 이용한 조사보다 효율이 높게 나타났다. 반면 eDNA 조사 결과 고유종 및 근연종에 대해서 동정의 오류가 확인되어, universal primer (MiFish primer set)에 대한 국내 적용의 한계를 확인하였다. 또한 멸종위기종의 서식 여부도 일부 종에 대해서 eDNA 조사 결과가 현장 조사 및 문헌과의 차이를 보였다. 현재 개발된 universal primer는 국내에서 서식하는 모든 담수종의 서식을 확인하는 데 있어서 결과의 신뢰성을 담보할 수 없기 때문에 universal primer의 보완 및 개발이 필요하며, 멸종위기종과 같은 특정종의 서식 확인을 위해서는 종특이적 마커 개발을 통한 적용이 고려되어야 한다. 마지막으로 eDNA의 현장 조사 방법에 대한 매뉴얼이 개발될 경우, 수생태계 조사에 대한 활용성이 증대될 수 있을 것이다.

• 식물분류학회지
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• 제53권2호
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• pp.126-147
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• 2023

녹보리똥나무와 큰보리장나무는 형태적 특성에 기반하여 잡종 분류군으로 제안된 바 있으나, 이에 대한 분류학적 실체가 불명확하다. 본 연구에서는 녹보리똥나무와 큰보리장나무의 잡종 기원을 밝히기 위하여 현장 조사와 표본관에 소장된 표본을 검토하여 형태적 특징을 관찰하였으며, 핵리보솜 구간(internal transcribed spacer, 5S non-transcribed spacer)과 엽록체 구간(matK)의 염기서열을 비교·분석하였다. 형태적 특징을 관찰한 결과, 녹보리똥나무는 보리장나무와, 큰보리똥나무는 통영볼레나무와 형태적으로 유사성을 보였으나, 분자 분석 결과, 녹보리똥나무는 핵리보솜 구간에서 보리장나무와 보리밥나무의 서열의 혼성화가 관찰되었다. 큰보리장나무는 다양한 양상이 관찰되었는데, 일부 개체는 핵리보솜 구간에서 통영볼레나무와 보리밥나무의 서열의 혼성화가, 엽록체 구간에서는 보리밥나무 서열이 관찰되었다. 다른 개체는 핵리보솜 구간에서는 보리밥나무의 서열을 보였으나, 엽록체 구간에서는 통영볼레나무의 서열이 관찰되어 핵과 엽록체간 불일치를 보였다. 일부 개체는 통영볼레나무와 보리밥나무의 중간형을 보였으나, 핵리보솜과 엽록체 구간 모두 보리밥나무 서열이 관찰되었다. 이러한 결과는 두 종이 잡종기원이며, 부모종 또는 잡종 개체간 교배가 빈번히 일어나는 것을 시사한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권6호
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• pp.1267-1272
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• 2005

The effects of coexpression of GroEL/ES and DnaK/DnaJ/GrpE chaperones on the productivity of the soluble form of human granulocyte colony stimulating factor (hG-CSF) in E. coli were examined. Recombinant hG-CSF protein was coexpressed with DnaK/DnaJ/GrpE or GroEL/ES chaperones under the control of the araB or Pzt-1 promoter, respectively. The optimal concentration of L-arabinose for the expression of DnaK/DnaJ/GrpE was found to be 1 mg/ml. When L-arabinose was added at $OD_{600}$=0.2 (early-exponential phase), soluble hG-CSF production was greatly increased. In addition, it was observed that the DnaK/DnaJ/GrpE and GroEL/ES chaperones had no synergistic effects on preventing aggregation of hG-CSF protein. Consequently, by coexpression of the DnaK/DnaJ/GrpE chaperone, the signal intensity of the hG-CSF protein band in the soluble fraction of cell lysate was increased from $3.5\%\;to\;13.9\%$, and Western blot analysis also revealed about a 4-5-fold increase of production of soluble hG-CSF over the non-induction case of DnaK/DnaJ/GrpE.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제1권4호
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• pp.232-238
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• 2001

A new DNA purification chip is proposed and fabricated for the sample preparation of Nucleic Acid (NA) probe assay. The proposed DNA purification chip is fabricated using photosensitive glass substrate and polydimethylsiloxane (PDMS) cover fixture. We have successfully captured and eluted the DNA using the fabricated photosensitive glass chip. The fabricated DNA purification chip showed a binding capacity of $15ng/\textrm{cm}^2$and a minimum extractable input concentration of $100copies/200\muL$. The proposed DNA purification chip can be applied for low-cost, disposable sample preparation of NA probe assays.

• 생태와환경
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• 제54권3호
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• pp.221-228
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• 2021

Recently, environmental DNA (eDNA)-based metabarcoding approaches have been proposed to evaluate the status of freshwater ecosystems owing to various advantages, including fast and easy sampling and minimal habitat disruption from sampling. Therefore, as a case study, we applied eDNA metabarcoding techniques to evaluate the effects of an abandoned mine land located near a headwater stream of Nakdonggang River, South Korea, by examining benthic macroinvertebrate diversity and compared the results with those obtained using the traditional Surber-net sampling method. The number of genera was higher in Surber-net sampling (29) than in the eDNA analysis (20). The genus richness tended to decrease from headwater to downstream in eDNA analysis, whereas richness tended to decrease at sites with acid-sulfated sediment areas using Surber-net sampling. Through cluster analysis and non-metric multidimensional scaling, the sampling sites were differentiated into two parts: acid-sulfated and other sites using Surber-net sampling, whereas they were grouped into the two lowest downstream and other sites using eDNA sampling. To evaluate freshwater ecosystems using eDNA analysis in practical applications, it is necessary to constantly upgrade the methodologies and compare the data with field survey methods.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권10호
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• pp.1463-1470
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• 2010

E. coli has long been widely used as a host system for the manufacture of recombinant proteins intended for human therapeutic use. When considering the impurities to be eliminated during the downstream process, residual host cell DNA is a major safety concern. The presence of residual E. coli host cell DNA in the final products is typically determined using a conventional slot blot hybridization assay or total DNA Threshold assay. However, both the former and latter methods are time consuming, expensive, and relatively insensitive. This study thus attempted to develop a more sensitive real-time PCR assay for the specific detection of residual E. coli DNA. This novel method was then compared with the slot blot hybridization assay and total DNA Threshold assay in order to determine its effectiveness and overall capabilities. The novel approach involved the selection of a specific primer pair for amplification of the E. coli 16S rRNA gene in an effort to improve sensitivity, whereas the E. coli host cell DNA quantification took place through the use of SYBR Green I. The detection limit of the real-time PCR assay, under these optimized conditions, was calculated to be 0.042 pg genomic DNA, which was much higher than those of both the slot blot hybridization assay and total DNA Threshold assay, where the detection limits were 2.42 and 3.73 pg genomic DNA, respectively. Hence, the real-time PCR assay can be said to be more reproducible, more accurate, and more precise than either the slot blot hybridization assay or total DNA Threshold assay. The real-time PCR assay may thus be a promising new tool for the quantitative detection and clearance validation of residual E. coli host cell DNA during the manufacturingprocess for recombinant therapeutics.