• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권4호
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• pp.383-389
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• 2021

비만은 숙주의 전신 염증 및 대사 기능 장애에 기여하는 장 상피 장벽 기능 저하와 관련이 있다. 한국의 전통 식품으로 식이섬유가 풍부한 콩 제품은 항염증 반응을 비롯한 다양한 생물학적 활성을 나타내어 왔으나 대장 건강에 대해서는 보고된 바가 없다. 본 연구에서는 고지방 식이(HFD)를 섭취한 비만 모델에서 콩(CSB)에 대한 장 건강 증진 효과를 조사하였다. SD 쥐에게 동물 실험 기간 동안 HFD 또는 10.6% CSB가 함유된 HFD (HFD + CSB)를 제공하였다. CSB의 섭취는 HFD로 유발된 체중과 지방 축적 증가를 현저하게 감소시켰다. 또한, CSB의 섭취는 대장 조직에서 HFD에 의해 감소된 밀착 결합 지표(ZO-1, Claudin-1 및 Occludin-1)의 mRNA 발현을 개선시켰다. 또한, 조직병리학적 평가에서도 CSB 섭취는 대장 조직에서 HFD에 의해 증가된 염증 세포 침윤과 대장 상피 조직 붕괴를 개선하는 것으로 나타났다. Genus 수준에서 HFD 섭취에 의해 Lactobacillus, Duncaniella, Alloprevotella 등 미생물 종의 abundance 차이는 확인되었으나, CSB 섭취로 인한 영향은 명확하게 나타나지 않았다. NMDS 분석에서 HFD 섭취에 의해 유의적인 장내미생물 생태 이동을 보여주었지만 CSB 섭취는 차이가 없었다. HFD와 CSB 간 유의적으로 차이가 나타나는 genera를 조사하기 위해 LEfSe를 수행한 결과, CSB는 Anaerotignum, Enterococcus, Clostridium sensu stricto 및 Escherichia/Shigella 속의 풍부함을 증가시킨 반면 Longicatena 및 Ligilactobacillus의 풍부함을 감소시켰다. 이러한 결과는 CSB 섭취는 긴밀한 접합 성분을 개선하여 HFD로 악화된 대장 건강을 개선하는 반면 장내미생물생태에 긍정적인 효과를 미치는지에 대해서는 명확하지 않았다.

• 생명과학회지
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• 제33권4호
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• pp.325-333
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• 2023

본 연구에서는 김치와 묵은지의 미생물 군집 구조와 이화학적 특성을 비교 분석하였다. 김치와 묵은지의 이화학적 특성 분석 결과 묵은지 시료들의 pH가 김치보다 더 낮았으며, 산도는 더 높은 것으로 나타났다. 김치와 묵은지 간의 염도에는 차이가 없는 것으로 나타났으며, 김치에서 당도가 묵은지보다 높은 것으로 나타났다. α-diversity 분석 결과 김치와 묵은지 사이에 종 추정치와 종 풍부도 지수는 차이가 없는 것으로 나타났으나, 계통발생학적 차이를 반영한 phylogenetic diversity 지수는 묵은지에서 김치보다 유의한 수준으로 높은 것으로 나타났다. 김치와 묵은지의 미생물 군집을 생물학적 분류수준에 따라 분석한 결과 두 그룹 모두 공통적으로 과(family) 수준에서 Lactobacillaceae가 가장 우점하였으나, 높은 내산성을 갖거나 김치 내에서 높은 성장 경쟁력을 갖는 것으로 알려진 Pediococcus 속과 Lactobacillus 속 유산균의 상대적인 분포가 묵은지에서 높은 것으로 나타났다. 김치와 묵은지의 전체 미생물 군집 구조에 통계학적으로 차이가 있는지 분석하기 위해 beta set-significance 분석을 수행한 결과 김치와 묵은지 두 그룹의 전체 미생물 군집구조가 통계학적으로 신뢰수준에서 매우 다른 것으로 나타났으며, 김치에서 상대적으로 높은 Weissella kandleri의 분포와 묵은지에서 상대적으로 높은 Pediococcus inopinatus의 높은 분포가 김치와 묵은지의 전체 미생물 군집 구조 차이에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제32권10호
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• pp.803-811
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• 2022

우리나라 전통 콩 발효식품은 탄수화물을 주식으로 하는 한국인의 식생활에 중요한 단백질 급원임에도 불구하고 콩 발효식품의 미생물 다양성과 군집 구조에 대해서는 거의 알려진 바가 없다. 본 연구는 16S rDNA 유전자 서열 분석 기반의 차세대 염기서열 분석법을 이용하여 한국 전통 발효식품인 된장과 간장의 미생물 군집 구조를 밝히고자 하였다. Alpha-diversity 분석 결과 미생물 다양성 지표인 Shannon과 Simpson에서 된장과 간장의 미생물 다양성에 통계학적인 차이가 있는 것으로 나타났으나, 종 풍부도 지표인 ACE, CHAO, Jackknife에서는 차이가 없는 것으로 나타났다. 된장과 간장의 미생물 분포 분석 결과 된장과 간장의 공통적인 우점균은 Firmicutes로 나타났으나, 속 수준에서의 미생물 분포를 분석한 결과 된장에서 Bacillus, Kroppenstedtia, Clostridium, Pseudomonas가 간장보다 높은 비율을 차지하고 있는 것으로 나타났으며, 간장에서는 Tetragenococcus, Chromhalobacter, Lentibacillus, Psychrobacter와 같은 호염성 또는 내염성 세균이 된장보다 높은 비율을 차지하는 것으로 나타났다. 된장과 간장의 미생물 군집구조에 통계학적인 차이가 있는지 확인하기 위해 paired-PERMANOVA 분석을 수행하였으며, 그 결과 통계학적으로 매우 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났다. 된장과 간장의 미생물 군집구조 차이에 큰 영향을 미치는 biomarker를 분석하기 위해 LEfSe 분석을 수행하였으며, 그 결과 Bacillus와 Tetragenococcus가 된장과 간장의 미생물 군집 구조에 차이를 나타내는 biomarker로 분석되었다.

• 생명과학회지
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• 제33권1호
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• pp.25-33
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• 2023

한국 전통 음식으로 알려진 김치의 발효는 다양한 미생물에 의해 일어나며, 주로 Leuconostoc 속, Weissella 속, Lactobacillus 속 유산균들이 관여한다. 또한 김치의 미생물 군집은 김치의 종류, 발효 조건, 재료 및 성분 등에 따라 분포와 차이가 다르게 나타난다. 본 연구는 중부지방(강원도, 경기도)과 남부지방 (전라도, 경상도) 김치에 대한 미생물 군집을 분석하기 위해 16S rRNA 유전자를 증폭하여 차세대 염기서열 분석법을 실시하였다. 모든 시료가 99% 이상의 Good's coverage of library를 보여 비교분석을 하는데 충분한 신뢰성을 얻었으며, α-diversity 분석에서 종 풍부도와 다양성은 시료 간 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 중부지방과 남부지방 김치에 공통적으로 분포하고 있는 주요 세균 문은 Frimicutes 이었으며, 속 수준에서 Weissella kandleri 가 각 46.5%(중부지방), 30.8%(남부지방)로 가장 우점하였다. 마지막으로 중부지방과 남부지방의 미생물 군집을 대표하는 바이오마커를 확인하기 위해 LEfSe 분석을 실시한 결과, 중부지방에서 Leuconostocaceae (71.4%) 과, 남부지방에서 Lactobacillaceae (61.0%) 과가 통계적으로 유의미한 빈도 차이를 보였다. 따라서, 본 연구는 중부지방과 남부지방에서 나타나는 김치 미생물 군집의 분포와 차이를 규명하였으며, 이를 바탕으로 지역별 유사점과 차이점에 대한 미생물 군집의 분포를 연구하기 위한 과학적 기초자료를 제공할 것으로 예상된다.

• 한방비만학회지
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• 제19권2호
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• pp.97-105
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• 2019

Objectives: We investigated differences between the tracheostomized and the non-tracheostomized stroke patients through microbiological analysis for the purpose of preliminary explorations of full-scale clinical research in the future. Methods: We collected tracheal aspirates samples from 5 stroke patients with tracheostomy and expectorated sputum samples from 5 stroke patients without tracheostomy. Genomic DNA from sputum samples was isolated using QIAamp DNA mini kit. The sequences were processed using Quantitative Insights into Microbial Ecology 1.9.0. Alpha-diversity was calculated using the Chao1 estimator. Beta-diversity was analyzed by UniFrac-based principal coordinates analysis (PCoA). To confirm taxa with different abundance among the groups, linear discriminant analysis effect size analysis was performed. Results: Although alpha-diversity value of the tracheostomized group was higher than that of the non-tracheostomized group, there was no statistically significant difference. In PCoA, clear separation was seen between clusters of the tracheostomized group and that of the non-tracheostomized group. In both groups, Bacteroidetes, Proteobacteria, Fusobacteria, Firmicutes, Actinobacteria were identified as dominant in phylum level. In particular, relative richness of Proteobacteria was found to be 31% more in the tracheotomized group (36.6%) than the non-tracheostomized group (5.6%)(P<0.05). In genus level, Neisseria (24%), Prevotella (17%), Streptococcus (13%), Fusobacteria (11%), Porphyromonas (7%) were identified as dominant in the tracheostomized group. In the non-tracheostomized group, Prevotella (38%), Veillonella (20%), Neisseria (9%) were genera that found to be dominant. Conclusions: It is meaningful in that the tracheostomized group has been identified a higher rate of microbiotas known as pathogenic in respiratory diseases compared to the non-tracheostomized group, confirming the possibility that the risk of opportunity infection may be higher.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제53권3호
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• pp.233-244
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• 2023

Purpose: An implant-supported prosthesis consists of an implant fixture, an abutment, an internal screw that connects the abutment to the implant fixture, and the upper prosthesis. Numerous studies have investigated the microorganisms present on the implant surface, surrounding tissues, and the subgingival microflora associated with peri-implantitis. However, there is limited information regarding the microbiome within the internal screw space. In this study, microbial samples were collected from the supragingival surfaces of natural teeth, the peri-implant sulcus, and the implant-abutment screw hole, in order to characterize the microbiome of the internal screw space in healthy subjects. Methods: Samples were obtained from the supragingival region of natural teeth, the peri-implant sulcus, and the implant screw hole in 20 healthy subjects. DNA was extracted, and the V3-V4 region of the 16S ribosomal RNA was sequenced for microbiome analysis. Alpha diversity, beta diversity, linear discriminant analysis effect size (LEfSe), and network analysis were employed to compare the characteristics of the microbiomes. Results: We observed significant differences in beta diversity among the samples. Upon analyzing the significant taxa using LEfSe, the microbial composition of the implant-abutment screw hole's microbiome was found to be similar to that of the other sampling sites' microbiomes. Moreover, the microbiome network analysis revealed a unique network complexity in samples obtained from the implant screw hole compared to those from the other sampling sites. Conclusions: The bacterial composition of the biofilm collected from the implant-abutment screw hole exhibited significant differences compared to the supra-structure of the implant. Therefore, long-term monitoring and management of not only the peri-implant tissue but also the implant screw are necessary.

• 생명과학회지
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• 제34권4호
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• pp.254-263
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• 2024

한국의 장은 콩을 발효시켜 만든 식품으로 대표적인 종류로는 고추장, 된장, 청국장, 간장이 있다. 본 연구에서는 콩 발효식품의 미생물 군집을 분석하고, 각 장류의 유형에 따른 미생물 군집 구조 차이에 영향을 미치는 미생물(biomarker)과 분포 차이를 비교하기 위해 총 200종의 장류 시료를 next-generation sequencing을 통해 16S rRNA 마이크로바이옴 분석을 수행하였다. Alpha-diversity 분석 결과 종 풍부도를 나타내는 지수 CHAO는 고추장과 청국장에서 분석에서 된장과 간장 그룹에 비해 유의미하게 높은 경향을 보였다 (p<0.001). 네 가지 장류의 미생물 분포 분석 결과 목(order) 수준에서 Bacillales가 고추장, 된장, 청국장 그룹에서 우세한 반면, 간장의 경우 Lactobacillales가 우세한 것으로 차이가 나타났다. LEfSe (Linear dis- criminant analysis Effect Size)분석을 통해 전통 장류의 과(family)와 종(species) 수준에서 바이오마커를 분석하였다. Leuconostocaceae, Thermoactinomycetaceae, Bacillaceae, Enterococcaceae가 과 수준에서 장 유형에 따른 미생물 군집 구조 차이에 큰 기여를 하는 바이오마커로 나타났으며, Bacillus subtilis, kroppenstedtia sanguinis, Bacillus licheniformis, Tetragenococcus halophilus가 종 수준에서 네 종류의 발효식품을 미생물학적으로 분류할 수 있는 가장 중요한 특징으로 나타났다. PERMANOVA (Permutational multivariate analysis of variance) 분석 결과 네 가지 장류는 미생물 군집 구조가 통계학적으로 유의미한 차이가 나타났으며 (p=0.001), 그 중 간장 그룹의 미생물 군집 구조가 가장 차이를 보였다. 본 연구의 결과는 한국 발효식품의 미생물학적 분포 특성과 장류 유형별 미생물 군집 구조차이에 영향을 미치는 미생물을 규명하였으며, 발효과정에 참여하는 미생물에 대한 지식을 넓히고 발효 콩 식품의 품질을 향상시키는 데 도움이 될 것으로 기대한다.

• 생명과학회지
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• 제33권6호
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• pp.481-489
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• 2023

콩을 주원료로 발효하여 제조되는 조미료인 간장의 맛과 품질은 발효 중 미생물의 대사에 큰 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 개량식 간장의 초기 발효과정에서 미생물학적 특성을 분석하기 위해 본 연구원 보유 미생물을 스타터로 활용한 메주와 염수를 이용하여 간장을 제조하였으며, 5주간의 발효과정에서 발효 1주차, 3주차, 5주차 간장 시료의 16S rRNA 유전자를 정량적으로 분석하였다. 발효기간에 따른 미생물의 분포를 분석한 결과 발효 1주차 간장에서는 Halomonadaceae과 미생물이 89.83%를 차지하였으며, 3주차 간장과 5주차 간장에서는 각각 14.46%, 13.78%로 나타나 매우 유의한 수준으로 높은 것으로 나타났다. 종 수준에서 미생물 분포를 분석한 결과 발효 1주차 간장에서는 Chromohalobacter beijerinckii와 Chromohalobacter canadensis가 가장 우점하는 미생물로 나타났으나, 발효 3주차와 5주차 간장에서는 Bacillus subtilis, Pediococcus acidilactici, Enterococcus faecalis가 상대적으로 높은 비율로 우점하는 것으로 나타났다. 또한, 발효과정 중 우점 미생물의 분포 상관관계를 분석한 결과 Chromohalobacter는 Bacillus, Enterococcus와 음의 상관관계를 나타냈다. Beta-diversity 분석 결과 발효 1주차 간장의 미생물 군집은 발효 3주차, 5주차 간장의 미생물 군집과 통계적으로 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났으나, 발효 3주차 간장과 5주차 간장의 미생물 군집 사이에는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 간장 발효기간별 바이오 마커를 분석하기 위해 선형 판별 효과 크기 분석을 수행한 결과 호염성 미생물, Bacillus 속 미생물, 유산균의 상대적인 풍부도가 발효기간에 따른 미생물 군집 구조 차이에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제31권12호
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• pp.1079-1087
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• 2021

본 연구는 국내 가축의 장내 미생물 군집 분포와 시료간 미생물학적 차이에 대하여 차세대 염기서열 분석법(NGS)을 이용하여 분석하였다. 전국의 축사에서 닭, 돼지, 소의 분변시료를 무작위로 채집하여 α-diversity를 분석한 결과, 종 추정치와 종 풍부도가 세 종류의 가축 모두에서 통계학적 유의성을 가지면서 소, 돼지, 닭 순으로 높게 분석되었다. 그러나 조류에 속하는 닭과 포유류에 속하는 돼지, 소에 대한 각 사이의 종 다양성은 통계학적 유의성이 있는 것으로 분석되었으나, 돼지와 소의 사이의 종 다양성은 통계학적 유의성이 없는 것으로 분석되었다. 각 가축 내 장내 미생물 군집의 분포를 분석한 결과, 문 수준에서 세 종류의 가축 모두 Firmicutes가 우점한 것으로 나타났으며, 속 수준에서는 닭의 분변시료는 Weissella, 돼지의 분변시료는 Prevotella, 소의 분변시료는 Acinetobacter가 우점 속으로 나타났다. 각 가축 분변시료의 미생물 군집 분포에 차이가 있는지 분석하기 위해 PERMANOVA 분석을 수행한 결과, 닭, 돼지, 소의 분변시료 내 미생물 군집의 중심과 산포는 통계학적으로 유의성을 가진 것으로 나타났다. 또한 각 가축 분변시료의 미생물 군집을 대표하는 biomarker를 분석하기 위해 LEfSe 분석을 수행한 결과, Weissella와 Lactobacillus는 닭의 분변을 다른 두 가축과 구분할 수 있는 미생물로, Preveotella는 돼지의 분변을 다른 두 가축과 구분할 수 있는 미생물로, Acinetobacter는 소의 분변을 다른 두 가축과 구분할 수 있는 미생물로 분석되었다. 본 연구를 기반으로 축사 여건에 적합한 체증 관련 미생물의 탐색, 생애주기별 장내 미생물 군집과 유전체 분석 및 각 가축에 특화된 생균제 개발 등 추가적인 연구 진행에 필요한 미생물학적 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.