수박의 대목으로 사용되고 있는 참박의 재분화조건을 확립함으로서 병저항성 형질전환 식물체를 얻어 보고자 본 실험을 실시하였다. 참박의 자엽을 잘라 재분화에 미치는 식물생장조절물질의 효과를 조사하였고 오이 galactinol synthase (CsGolS1) 유전자를 참박에 형질전환하였던 결과는 다음과 같다. 참박 신초의 재분화는 7일째 된 유묘의 자엽부위 중 전반부위에서 기장 높은 효율을 나타내었고, cytokinin으로 BA나 zeatin을 단용처리하는 것보다 옥신으로 IAA를 혼용처리하는 것이 신초 분화에 더 효과적이었다. 복합스트레스 내성 유전자인 오이 CsGolS1유전자를 pBI121 binary vector에 재조합하여 아그로박테리움을 이용, 참박에 형질전환하였던 결과, 형질전환체는 kanamycin이 첨가된 배지에서 생장하였고 PCR 및 Southern blot 분석에 의해 유식물체의 20% 정도가 형질전환체임을 확인할 수 있었다.
담배 모자이크 바이러스(TMV)와 감자 바이러스 Y(PVY) 등 식물바이러스병은 잎담배 생산에 심한 경제적 손실을 초래하고 있다. 바이러스병 방제를 위한 여러 가지 경종적 방법은 충분한-방제 효과를 얻지 못하는 경우가 많아 바이러스의 방제에는 우수한 저항성 품종의 사용이 가장 바람직한 것으로 알려져 있다. 그러나 기존의 육종 방법이 저항성 품종 개발에 항상 바람직한 것은 아닌데 그 이유는 저항성 유전자원이 없는 경우가 많고 또한 육종을 통해 유전자원의 열등한 특성이 도입될 수 있기 때문이다. 따라서 본 연구실에서는 TMV와 PVY의 여러 가지 형태의 외피단백질(CP) (비전사부분 포함 또는 제거, 비 전사부분 등) 및 복제유전자(Nlb) (3' 및 5' 결손 유무, 돌연변이)를 상용 담배 품종인 NC 82와 Burley 21에 형질전환시켜 바이러스 저항성 개발을 시도하였다. 각각의 유전자 cDNA를 1-2개의 35S promotor를 가진 식물발현벡타에 클로닝한 후 Agrobacteriupn (upnefaciens LBA 4404를 이용하여 식물의 잎조직에 도입시킨 후 kanamycin 함유 MS 배지에서 식물체를 재닥화하였다. 재분화 식물체는 TMV와 PVY에 대한 저항성 검정을 하였다. 그 결과 TMV에 저항성인 TMV CP 형질전환 식물체와 8 가지 Nlb 형질전환 식물체 계통 중에 6 계통의 저항성 형질전환 식물체를 획득하였다. 여기에서는 TMV와 PVY의 접종시험을 통하여 각각의 바이러스에 대한 형질전환 담배의 계통별 저항성 정도를 조사하고, 저항성 형질전환 식물체에서의 도입 유전자 확인하며, 세대별 저항성의 유전 및 안정성을 살펴보고자 한다. 또한 유망 저항성 형질전환 계통의 식물체 내에서의 바이러스 증식 및 이동과 관련된 저항성 기작, 여러 가지 PVY 계통에 대한 저항성 유무, 수량, 생육 특성 및 주요 화학 성분 함량 등을 발표하고자 한다.-glucose로 구성된 다당류 이었다. 아미노산은 Asp 및 Glu의 산성 아미노산과 Ala, Leu 등의 함량이 높게 나타났으며, 비알칼리 추출물에서 Ser과 Thr의 함량이 높게 나타났다. 다당류 T-AS는 평균 분자량이 2,000 kD와 12kD에서 주 peak를 나타냈으며, 수용성 분획의 평균 분자량은 12kD이고 비수용성 분획은 36~2,000 kD의 평균 분자량 분포를 갖는 것으로 나타났다. IR과 NMR 분석 결과 890 cm-1에서 흡수 peak를 나타내어 $\beta$-(1,3)0glucan과 $\beta$-(1,6)-glucan의 구조를 갖는 다당류로 확인 되었다. T-AS 분획은 C:H:O:N의 함량비가 38.9:5.7:49.6:1.84%이며, 이 물질의 융점은 163 $^{\circ}C$로 연한 갈색을 나타낸다. 분리된 GLG의 항암활성 기전 규명을 위해, in vivo 항암실험, 항보체 활성능, 항체 생성능, serum protein 분비능, 대식세포의 탐식능과 활성능 및 세포간 물질 분비 등의 상관관계를 조사하였다. 다당류 GLG 분획물들 가운데 항보체의 활성이 높았던 분획은 sarcome 180에 대한 항암 활성이 높게 나타났다. 다당류 T-AS의 보체 활성화 기작은 classical과 alternative complement pathway의 양 경로를 통해 활성화 되었다. T-AS 분획은 mouse내의 특정 혈청단백을 증가시켰으며, 항체 생성능의 증가가 관찰되어 effect T 세포의 활성화가 나타나고 있음을 알 수 있었다. T-AS는 생체내 투여시에 대식세포의 탐식능이 증진되었으며, 대식세포 기능 저해제에 의한 대식세포의 기능 저해 현상이 회복되었다. 이와 같은 결과들로부터, T-AS의 항암 활성은 활성화된 보체 성분 및 당 수용체들이 존재하는 대식세포의 개입을 시사한다.가능성과
집단식중독 환자에서 분리한 Staphylococcus aureus에 대한 항생제 감수성, enterotoxin 형별을 PCR로 조사한 결과는 다음과 같았다. 1. 의심환자분변 413건중 105건(25.4%)에서 Staphylococcus aureus coagulase 양성 균주가 분리되었다. 2. enterotoxin 생산성을 PCR로 조사한 결과 총 45주(42.9%)에서 enterotoxin gene이 확인되었으며, 이 중 H형 단독생산주가 29주(64.4%)로 가장 많았으며. A형 단독생산주 5주(11.1%), A형 및 H형 혼합생산주 4주(8.9%), G형 생산주 2주(4.4%)및 I형 생산주 1주(2.2%)이었다. 3. 시험한 105주 중 48주(45.7%)에서 항생제 내성이 확인되었으며, 이 중 penicillin에 대한 내성이 38.1%로 가장 높았으며, ampicillin과 penicillin은 중등도 내성이 각각 42.9%, 61.0%이었다. chloramphenicol, clindamycin, methicillin. trimethoprim, vancomycin은 모두 감수성이었다. 또한 단제 내성이 85.4%를 차지하였으며, 2제 내성이 12.5%, 3제내성이 2.1%이었다.
This study examined the suitability of characteristics of potential strains of probiotic bacteria. Among 25 lactic acid bacteria isolated from Korean traditional fermented food, the Hard Clam Meretrix meretrix Shikhae, the SH-10 strain, which exhibited superior resistance to low pH and bile salts, was selected as a potential probiotic bacteria. By examining carbohydrate utilization, morphological properties, and the 16S rRNA gene sequence, the SH-10 strain was identified as Pediococcus pentosaceus (hereafter, P. pentosaceus SH-10). P. pentosaceus SH-10 was resistant to amikacin, cefotetan, ciprofloxacin, gentamicin, kanamycin, nalidixic acid, streptomycin, and vancomycin. Tests of antimicrobial activities against pathogens such as Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Salmonella choleraesuis, and Staphylococcus aureus, indicated that P. pentosaceus SH-10 inhibited the growth of pathogenic bacteria. These results suggest that P. pentosaceus SH-10 can be developed as a probiotic bacteria.
The shigellae are common etiological agents of bacillary dysentery in humans and primates. During four years from 2002 to 2005, 22 strains of Shigella spp. were isolated from the diarrheic patients in Seoul region. All of them were identified as S. flexneri by biochemical tests and serotyping. The prevalence of serotypes were variable by year, but the major serotypes were 2a and 3a. In an antimicrobial susceptibility test, all of the isolates were resistant to streptomycin and tetracycline, and susceptible to amikacin, kanamycin, cefoxitin, and gentamicin. All of the isolates showed the multi-resistant patterns over 3 drugs. By analysis of the plasmid profile the isolates were classified into 7 groups (P1~P7). Serotypes 2a and 2b were distributed to P1, P2, P3, and P4. Serotype 3a was differentiated to P5 and serotype 3b, to P6 and serotype 4a, to P7. PCR results showed that all isolates were positive for two virulence genes, ipaH and ial, but none of the strains had stx gene. The set1A and set1B genes were detected from 12 isolates (54.5%) that belonged to serotype 2a and 2b. The sen gene was detected from 19 isolates (86.4%). The 22 isolates showed 12 to 17 DNA fragments in the sizes ranging from 20.5 kb to 1135 kb, resulting in 13 patterns by the PFGE with Not I digestion. The PFGE patterns of the isolates showed the close relation with the serotypes, but no relations with year of isolation and antimicrobial resistance.
자연계로부터 분리한 DK1 균주(NI)가 가지고 있는 $Km^r$ plasmid를 유전자조작 기법으로 변형시킨 DKC601 균주 (GEM)를 이용하여 $Km^r$ 유전자의 전이를 무심천의 자연 수계환경에서 실험하였다. $Km^r$ 유전자의 전이 빈도는 NI 균주의 결과와 비교 연구하는 동시에, 전이과정에서 일어나는 plasmid rearrangement를 비교 분석하였다. GEM과 NI의 $Km^r$ 유전자의 전이 빈도는 5-$10^{\circ}C$의 하천수에서는 $9.1\times 10^{-12}~1.8\times 10^{-11}$로 비슷하였으나 20-$30^{\circ}C$에서는 NI 균주가 GEM 균주보다 조금 높았다. 그리고 멸균하천수나 LB broth를 이용한 실험실 환경에서의 $Km^r$ 유전자의 전이 빈도는 하천수에서 보다 다소 높게 나타났다. NI 균주가 가지고 있던 70kb인 $Km^r$ plasmid는 MTl 균주를 recipient로 했을 때에 얻은 transconjugant에서는 수계환경에 관계없이 rearrangement가 많이 일어났으나, GEM 균주에서 얻은 transconJug gant에서는 52 kb인 $Km^r$ plasmid가 안정된 상태로 발견되었다. 그러나 MT2 균주들 recipient로 했을 때에는 NI 뿐만 아니라 GEM 균주로부터 전이된 $Km^r$ plasmid가 모두 rearrangement를 나타냈다. Transconjugant들이 가지고 있는 plasmid의 수는 conjugation의 시간이 길어짐에 따라 사용한 성험균주나 수계환경에 관계없이 감소되었으며, 특히 GEM의 5 52 kb인 $Km^r$ 유전자의 크기는 24시간 후에도 그대로 유지되였다. 이와 같은 결과로 볼 때, $Km^r$ 유전자는 GEM에서나 NI로부터 전이되는 빈도는 recipient 균주에 관계없이 비슷하였으나, conjugation 과정 중 GEM의 $Km^r$ 유전자는 NI의 $Km^r$ 유전자보다 더욱 안정된 상태로 전이되었으며 이 $Km^r$ plasmid의 rearrangement는 수계환경에 관계없이 recipient 균주에 따라 다양하게 나타났다.
자연계로부터 분리한 Gram 음성세균과 함께 유전자 조작기법으로 kanamycin (Km)과 chloramphenicol (Cm)에 대한 내성유전자를 재조합한 균주들에서 그 내성유전자의 전이율을 conjugation 방법으로 몇 가지 상이한 수질환경에서 비교 연구하였다. 자연계로부터 분리한 DK1 균주와 재조합한 DKC601이나 DKH103을 donor로 하고 recipient 및 기타 조건을 같게 했을 때, donor가 가지고 있던 Km$^{${\gamma}$}$ 유전자의 전이율은 자연환경의 하천수에서 보다 실험실 환경의 멸균한 하폐수에서 더 높았고, 실험실 환경에서는 멸균한 하폐수보다 Luria-Bertani (LB) 액체배지에서 휠씬 높았다. 온도를 2$0^{\circ}C$와 3$0^{\circ}C$로 했을 때에는 어느 종류의 균주를 donor로 사용하더라도 전이율에는 큰 차이가 없었으나, 전이가 일어나는 시간은 3$0^{\circ}C$에서 조금 빨랐다. 하천수의 자연환경에서나 실험실이 멸균하폐수에서는 항생제내성유전자의 전이율은 두 가지 종류의 균주 사이에 차이가 거의 없거나 재조합된 균주에서 $10^{-1}$ 정도로 낮다. 그러나 실험실 환경의 LB액체배지에서는 전이가 일어나는데 필요한 반응시간이 재조합된 균주에서 더 길 뿐만 아니라, 전이율에 있어서도 $10^{-3}$ - $10^{-4}$ 정도 낮았다. 그리고 MT1 균주를 recipient로 하고 재조합된 균주인 DKC601과 DKH103을 donor 로 했을 경우에는 donor에 따라 전이율의 차이가 없었으나, DKC601을 donor로 하고 MT1과 MT2을 각각 recipient로 했을 경우에는 recipient에 따라 전이율이 $10^{1}$ - $10^{2}$ 정도 차이가 났다.
Bacillus subtilis를 재료로 하여 아미노산 합성에 관련된 유전자와 항생제 내성에 관련된 유전자를 균주들 간의 토양환경에서의 생존기간과 유전자전이 빈도를 측정하였다. 손수배양시 각 균주의 vegetative cell의 수는 일주일 내에 $10^{-1}$-$10^{-1.5}$배로 감소하였으나 각 포자의 수는 이보다 적게 감소하였다. 멸균된 토양에서는 각 균주의 vegetative cell과 포자의 감소는 2-4일 이내에 최초 접종할 균체수의 $10^{-15}$ - $10^{-3}$배 수준까지는 감소하였으나 그 이후로는 뚜렷한 감소 경향을 나타내지 않았다. In vitro에서 각 아미노산 합성에 관련된 두 개의 아미노산에 관련된 유전자들의 transformation frequency(형질전환빈도)는 각각 $1.3{\pm}0.6{\times}10^{-6}$ - $6.0{\pm}2.36{\times}10^{-6}$, $8.53{\pm}0.2{\times}10^{-8}$ - $1.4{\pm}0.4{\times}10^{-5}$의 범주에서 변화하였으며, 항생제 내성에 관련된 유전자들의 형질전환 빈도는 $1.5{\pm}0.2{\times}10^{-7}$ - $1.4{\pm}0.4{\times}10^{-5}$ 범주에서 변화하였다. 멸균된 토양에서는 각 아미노산 합성에 관련된 유전자들가 항생제 내성에 관련된 유전자들의 형질전환 빈도는 각각 $2.0{\times}10^{-7}$ - $2.0{\times}10^{-5}$, $2.0{\times}10^{-7}$ - $9.4{\pm}4.7{\times}10^{-6}$ 이었다 한편 두 개의 아미노산에 관련된 유전자들의 형질전환 빈도는 $2.0{\times}10^{-6}$ - $4.5{\times}10^{-6}$의 범주에서 측정되었다. 멸균되지 않는 토양에서의 항생제 내성에 관련된 유전자들의 형질변환 빈도는 멸균된 토양에서와 유사하였다. 이상의 결과로 토양에서의 유전자 전이는 transformation에 의해 이루어질 수 있음을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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