The task of improving a fungal strain is highly time-consuming due to the requirement of a large number of flasks in order to obtain a library with enough diversity. In addition, fermentations (particularly those for fungal cells) are typically performed in high-volume (100-250 ml) shake-flasks. In this study, for large and rapid screening of itaconic acid (IA) high-yielding mutants of Aspergillus terreus, a miniaturized culture method was developed using 12-well and 24-well microtiter plates (MTPs, working volume = 1-2 ml). These miniaturized MTP fermentations were successful, only when highly filamentous forms were induced in the growth cultures. Under these conditions, loose-pelleted morphologies of optimum sizes (less than 0.5 mm in diameter) were casually induced in the MTP production cultures, which turned out to be the prerequisite for the active IA biosynthesis by the mutated strains in the miniaturized fermentations. Another crucial factor for successful MTP fermentation was to supply an optimal amount of dissolved oxygen into the fermentation broth through increasing the agitation speed (240 rpm) and reducing the working volume (1 ml) of each 24-well microtiter plate. Notably, almost identical fermentation physiologies resulted in the 250 ml shake-flasks, as well as in the 12-well and 24-well MTP cultures conducted under the respective optimum conditions, as expressed in terms of the distribution of IA productivity of each mutant. These results reveal that MTP cultures could be considered as viable alternatives for the labor-intensive shake-flask fermentations even for filamentous fungal cells, leading to the rapid development of IA high-yield mutant strains.
팽나무버섯[Flammulina velutipes(Curt. ex Fr.) Singer]의 새로운 우량균주를 육성하고자 단핵균주를 분리하여 이들의 특성을 조사하고 계통내 교배 시험한 결과 백색 재배종에서 분리된 단핵균주는 모균주에 비해 균사생장의 변이가 적고, 균총의 색이 모두 백색이며 RAPD 밴드로 본 변이가 적었던 반면, 갈색 자생종에서 분리된 단핵균주는 균총의 색이 백색, 갈색, 연갈색으로 분리되고 RAPD 밴드에 다양한 변이를 보였다. 또한 백색 재배종의 교배형은 A1A2B1B2 교배형이었으나, 갈색 야생종의 교배형은 백색종과 교배형이 다르게 나타나 A3A4B3B4교배형으로 결정하였다. 백색 재배종에서 분리한 단핵균주간 자식교배에 의하여 육성한 이핵균주는 모본보다 자실체 수량이 적고 수량의 변이 폭이 컸다. 갈색 자생종에서 분리한 단핵균주를 서로 교배한 결과 자실체의 색깔에 변이를 나타내었는데 백색 자실체를 형성하는 교배균주 중에는 모본보다 수량이 많은 이핵균주도 있었다. 따라서 갈색 자생종의 자식교배로 현재 재배되는 순백계와는 다른 새로운 백색계통을 육성할 수 있었다.
Bolten, Christoph J.;Schroder, Hartwig;Dickschat, Jeroen;Wittmann, Christoph
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제20권8호
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pp.1196-1203
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2010
In the present work, methanethiol and dimethyldisulfide were investigated as sulfur sources for methionine synthesis in Corynebacterium glutamicum. In silico pathway analysis predicted a high methionine yield for these reduced compounds, provided that they could be utilized. Wild-type cells were able to grow on both methanethiol and dimethyldisulfide as sole sulfur sources. Isotope labeling studies with mutant strains, exhibiting targeted modification of methionine biosynthesis, gave detailed insight into the underlying pathways involved in the assimilation of methanethiol and dimethyldisulfide. Both sulfur compounds are incorporated as an entire molecule, adding the terminal S-$CH_3$ group to O-acetylhomoserine. In this reaction, methionine is directly formed. MetY (O-acetylhomoserine sulfhydrylase) was identified as the enzyme catalyzing the reaction. The deletion of metY resulted in methionine auxotrophic strains grown on methanethiol or dimethyldisulfide as sole sulfur sources. Plasmid-based overexpression of metY in the ${\Delta}$metY background restored the capacity to grow on methanethiol or dimethyldisulfide as sole sulfur sources. In vitro studies with the C. glutamicum wild type revealed a relatively low activity of MetY for methanethiol (63 mU/mg) and dimethyldisulfide (61 mU/mg). Overexpression of metY increased the in vitro activity to 1,780 mU/mg and was beneficial for methionine production, since the intracellular methionine pool was increased 2-fold in the engineered strain. This positive effect was limited by a depletion of the metY substrate O-acetylhomoserine, suggesting a need for further metabolic engineering targets towards competitive production strains.
상황버섯 균사체 추출물을 이용한 건강 기능성 소재로 개발하기 위하여 수행한 연구는 다음과 같다. 수집균주 8종 가운데 균사생장과 항산화활성이 우수한 장수상황과 GMPL48007을 선발하였다. 장수상황은 폴리페놀 함량(20.5mg/g)과 환원력이 1.307로 우수하였고, GMPL48007 균주는 DPPH 라디컬 소거능이 89.4%로 우수하였다. 곡물재료별 추출수율은 통밀배지에서 장수와 GMPL이 각각 6.2%, 8.2%로 우수하였고, 베타글루칸 함량은 GMPL48007 균주를 통밀배지에서 배양시에 가장 높은 함량을 보였다.
프로바이오틱스 제품에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, Lactobacillus 균주가 가장 대중적인 프로바이오틱스로 널리 사용되고 있다. 프로바이오틱스는 기준에 적합한 균수의 확보가 중요하며 제조원가나 시간 등을 낮추기 위해 배양법의 개발이 필요하므로 Lactobacillus 생산을 위한 배양 조건이 최적화되었다. 반응표면방법론에 의한 통계적 최적화에서 반응 변수에 영향을 미치는 독립 변수의 최적 조건은 Lactobacillus acidophilus의 경우 22.55 시간(배양시간), 25℃(배양온도), 3.41%(프리바이오틱스 농도); Lactiplantibacillus plantarum의 경우 24시간, 30.86℃, 2.00%; Lacticaseibacillus rhamnosus의 경우 66.67시간, 35℃, 3.41%이었다. Lactobacillus의 최적 배양조건은 예측한 결과와 실제 결과가 밀접하게 일치하는 것을 확인하였다. 이러한 데이터는 수율 높은 Lactobacillus를 생산하는데 중요한 포인트를 제공할 것이다.
반도체 봉지재용 epoxy molding compound(EMC)에는 고함량의 충전제가 함유되어 있어 충전제의 함량이 유변학적 거동에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 반도체 봉지재용 EMC의 점도거동을 충전제 함량과 주파수(frequency)의 변화에 따라 조사하였다. 또한 주파수변화에 따른 점도거동을 전단율(shear rate)의 함수로 변환하기 위해 Cox-Merz 식과 modified Cox-Merz 식을 적용해 보았다. 이 결과 고함량에서 전단박화현상(shear thinning)과 항복강도(yield stress)가 관찰되었으며 전단율의 함수로의 변환은 Cox-Merz식을 적용하였을 때는 고종도에서 변형율 변화에 따른 점도값 차이 때문에 적용될 수 없었다. Modified Cox-Merz식을 적용하였을 때는 고농도/고변형율에서는 측정장치의 한계 때문에 오차를 보이기는 하지만 각 변형율에 따른 점도값들이 한 개의 마스터곡선으로 일치되는 경향을 보였다.
Conditions for the production and regeneration in Lactobacillus bulgaricus protoplasts were investigated. Protoplasts of L bulgaricus strains were obtained by treatment with mutanolysin and lysozyme together in a protoplast forming buffer containing 0.02 M N-2-hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonic acid (HEPES) (pH 7.0) and 0.5 M sucrose. High protoplast yield was obtained from cells cultured in the de Man, Rogosa and Sharpe(MRS) medium at the middle to late logarithmic growth phase. Regeneration was efficiently accomplished with a complex medium containing 1% sucrose, 20 mM $MgCl_2$, 5% gelatin, and 0.5% bovine serum albumin. The frequency of regeneration of protoplasts was 10~20% after 5 days of incubation at $30^{\circ}C$.
It is well known that during the oxygen cutting process residual thermal stresses are produced in weldment. The local non-uniform heating and subsequent cooling which takes place during any welding process causes complex thermal strains and stresses to finally lead to residual stresses exceed to the yield stress. High tensile stresses combined with applied structural load in the region near the welded joint can given rise to distortion brittle fracture change of the fatigue strength and stress corrosion cracking. The appropriate treatment of the welded component which reduces the peak of he welding residual stresses is believed to lower risk of the fracture during the service of the structure. In this study the impact loading in oxygen cutting frame was applied to reduce the residual stress. After applying the impact loading redistribution of resid-ual stress was measured by cutting method and the effect of fatigue was tested.
This study was conducted to produce vinegar using maesil. Acetic acid bacteria was 20 strains isolated from several conventional vinegars. Among the isolates, a strain showed highest acetic acid productivity was selected and identified as Acetobacter sp. SK-7. The optimum medium of acetic acid production by Acetobacter sp. SK-7 was 30% of maesil juice, 4% of ethanol, and 2% of starting acidity and 0.2% of glucose. Optomum condition for the high yield of acetic acid was in the shaking culture at 30$^{\cire}$. The acidity of culture medium was reached to 7.1% after 12 days fermentation. Organic acid was identify 6 kinds containing acetic acid. The total content was 7,068.7 mg% after 12 days and malic acid slowly decreased and acetaic and citirc acid gradationally increased according to fermentation
본 연구는 내열성, 에탄올내성 및 에탄올생산성이 향상된 새로운 생물시스템을 육종하기 위해 DNA 복제 시 교정기능이 결여된 변이주(proofreading-deficient mutant)를 이용한 무작위적 돌연변이(random mutagenesis)를 유도하였다. DNA polymerase ${\delta}$와 ${\varepsilon}$의 catalytic subunit를 코드하고 있는 POL3와 POL2 유전자가 변이된 AMY410 균주(pol2-4)와 AMY126 균주(pol3-01)를 이용하여 $30^{\circ}C$, $38^{\circ}C$, $48^{\circ}C$에서 내열성 변이를 유도하였다. AMY410 균주와 AMY126 균주는 $38^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 거의 자랄 수가 없기 때문에, 배양 온도를 점차 높여가며 변이를 유도한 결과, $40^{\circ}C$에서도 잘 자라는 AMY410-Ht와 AMY126-Ht 균주를 선별할 수 있었다. 또한 AMY410-Ht와 AMY126-Ht 균주의 에탄올내성을 추가로 획득하기 위해 6%와 8% 에탄올이 함유된 배지에서 변이를 유도하였고, 8% 에탄올 농도에서 내성을 가지는 AMY410-HEt 균주와 AMY126-HEt 균주를 분리하였다. 특히 AMY126-HEt 균주는 10% 에탄올 농도에서도 내성을 가짐을 확인할 수 있었다. AMY126-HEt 균주의 에탄올생산성의 증가를 위한 변이는 고농도 당(glucose)의 첨가에 의해 유도되었고, 50 g/l의 고농도 glucose를 함유한 배지에서 24.7 g/l의 에탄올(95% 이론적 전환수율)을 생산할 수 있는 고효율 에탄올 생산균주(AMY126-HEt3)를 최종 분리하였다. 따라서, 본 연구를 통해서 교정기능이 결여된 균주(proofreading-deficient mutant)를 사용한 돌연변이법으로 산업적으로 유용한 다양한 형질을 가진 생물시스템의 구축이 가능함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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