• Journal of Microbiology
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• 제38권2호
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• pp.80-87
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• 2000

The nucleotide sequence of the luxC gene coding for lux-specific fatty acyl-CoA reductase and the upstream DNA (325bp)of the structural gene from bioluminescent bacterium, Photobacterium phosphoreum, has been deternubed. An open reading frame extending for more than 20 codons in 325 bp DNA upstream of luxC was not present in both directions. The lux gene can be translated into a polypeptide of 54 kDa and the amino acid sequences of lux specific reductases of P. phosphoreum shares 80, 65, 58, and 62% identity with those of the Photobacterium leiognathi, Vibrio fischeri, Vibrio harveyi, and Xehnorhabdus luminescenens reductases, respectively. Analyses of codon usage, showing that a high frequency (2.3%) of the isoleucine codon, AUA, in the luxC gene compared to that found in Escherichia coli genes (0.2%) and its absence in the luxA and B genes, suggested that the AUA codon may play a modulator role in the expression of lux gene in E. coli. The structural genes (luxC, D, A, B, E) of the P. phosphoreum coding for luciferase (${\alpha}$,${\beta}$) and fatty acid reductase (r, s, t) polypeptides can be expressed exclusively in E. coli under the T7 phage RNA polymerase/promoter system and identificationof the [35S]methionine labelled polypeptide products. The degree of expression of lux genes in analyses of codon usage. High expression of the luxC gene could only be accomplished in a mutant E. coli 43R. Even in crude extracts, the acylated acyl-CoA reductase intermediate as well as acyl-CoA reductrase activities could be readily detected.

• 미생물학회지
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• 제36권1호
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• pp.1-7
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• 2000

발광 박테리아인 Photobacterium 종들의 lux 오페론 하부 영역에서 riboflavin 생합성에 관여하는 유전자들(ribⅠ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ)이 발견되었다. Photobacterium phosphoreum의 lux 유전자와 rib 유전자를 포함하는 intergenic 영역의 단일사슬 DNA가 P. phosphoreum의 mRNA에 의하여 S1 nuclease digestion에서 손상받지 않았으며, ribⅠ에 의하여 암호화되는 P. phosphoreum의 riboflavin synthase의 활성도가 lux-specific한 효소들인 luciferase 혹은 fatty acid reductase 활성도와 같이 bioluminescence intensity의 발현과 함께 대수기 말기에서 증가하는 박테리아 발광반응의 특이한 조절 체계인 'autoinduction' 양상을 보였다. 또한 P. leiognathi의 luxB로부터 ribⅡ까지 포함하는 DNA를 강력한 lux 프로모터와 reporter(chloramphenicol acetyl transferase, CAT) 유전자 사이에 삽입하고 접합(conjugation)의 방법으로 P. leiognathi에 유전자 전이(gene transfer)시켜 CAT reporter 유전자의 발현을 P. leiognathi에서 조사한 바, 그 유전자의 발현 정도에 큰 차이가 없었을 뿐만 아니라 이 구조에서 lux 프로모터를 제거하게 되면 CAT reporter 유전자의 발현이 전혀 나타나지 않았다. 이들 실험 결과들은 lux 유전자와 rib 유전자의 intergenic영역에 lux 오페론의 전사 종결 구조(transcriptional terminator)가 존재하지 않으며 ribflavin 생합성 유전자들이 그들 고유의 프로모터에 의하여 전사되는 것이 아니라 lux 오페론의 프로모터에 의하여 발현됨을 나타내는 것으로, 이는 Photobacterium 종들에서 lux 유전자와 rib 유전자들은 공동의 발현 조절 체계를 갖는 것으로 요약된다.

• 미생물학회지
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• 제38권3호
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• pp.173-179
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• 2002

발광 박테리아인 Photobacterium species의 lux 오페론에서 발견된 riboflavin 생합성에 관여하는 유전자들(ribI,II,III,IV)의 기능을 조사하였다. 대장균에서 이들 유전자가 포함된 재조합 플라스미드를 발현시켰을 때 상당량의riboflavin이 합성되는 것을 확인하였으며, 또한 이들 유전자들(ribI,II,III,IV)의 기능을 riboflavin에 대하여 종속 영양체인 대장균 돌연변이주(BSV 11,18)를 이용한 유전학적인 방법과 생화학적 방법으로 분석한 결과, 이들은 각각 riboflavin synthase, 3,4-dihydroxy-2-butanone 4-phosphate (DHBP) synthase, lumazine synthase, GTP cyclohydrolase II활성도를 갖는 단백질을 코드하는 것으로 밝혀졌다. 이는Photobacterium species의 riboflavin 유전자 체계가 riboflavin 생합성에 관여하는 모든 5개의 유전자들이 한 오페론에 존재하는 Bacillus subtilis와 주요 riboflavin 유전자들이 분리되어 있는 대장균과는 다른, 중간적인 형태를 갖는다는 것을 나타낸다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제7권5호
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• pp.352-355
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• 1997

The promoter region of the pupA gene of Pseudomonas putida WCS358 was fused with the structural genes for bioluminescence (luxCDABE) from Vibrio fischeri, and the resulting fusion plasmid harbored by the WCS358 host. The pup-lux fusion gene was then used for quantitative analysis of the iron-dependence of pupA promoter activity. Factors affecting bioluminescence produced by the pup-lux bioreporter were found to be cell activity, iron-chelator concentrations, Fe(III) concentrations, and nutrient components. Light production rates of the pup-lux bioreporter were inversely dependent upon iron molecules when $FeCl_3$ concentrations were between $10^{-2}$ and 1 ${\mu}M$ in nutrient-poor minimal media, and between 0.1 and 10 mM in nutrient-rich complex media.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권8호
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• pp.765-773
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• 2009

Edwardsiella tarda is a pathogen with a broad host range that includes human and animals. The E. tarda hemolysin (Eth) system, which comprises EthA and EthB, is a noted virulence element that is widely distributed in pathogenic isolates of E. tarda. Previous study has shown that the expression of ethB is regulated by iron, which suggests the possibility that the ferric uptake regulator (Fur) is involved in the regulation of ethB. The work presented in this report supports the previous findings and demonstrates that ethB expression was decreased under conditions when the E. tarda Fur ($Fur_{Et}$) was overproduced, and enhanced when $Fur_{Et}$ was inactivated. We also identified a second ethB regulator, EthR, which is a transcription regulator of the GntR family. EthR represses ethB expression by direct interaction with the ethB promoter region. In addition to ethB, EthR also modulates, but positively, luxS expression and AI-2 production by binding to the luxS promoter region. The expression of ethR itself is subject to negative autoregulation; interference with this regulation by overexpressing ethR during the process of infection caused (i) drastic changes in ethB and luxS expressions, (ii) vitiation in the tissue dissemination and survival ability of the bacterium, and (iii) significant attenuation of the overall bacterial virulence. These results not only provide new insights into the regulation mechanisms of the Eth hemolysin and LuxS/AI-2 quorum sensing systems but also highlight the importance of these systems in bacterial virulence.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제3권1호
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• pp.6-10
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• 1998

A plasmid vector containing two reporter genes, mer-lux and lac-GFP, was transformed to both Escherichia coli and Pseudomonas putida. Their cellular activities and biofilm characteristics were investigated in flow-cell units by measuring bioluminescent lights and fluorescent levels of GFP. Bioluminescence was effective to monitor temporal cell activities, whereas fluorescent level of GFP was useful to indicate the overall cell activities during biofilm development. The light production rates of E. coli and P. putida cultures were dependent upon concentrations of HgCl2. Mercury molecules entrapped in P. putida biofilms were hardly washed out in comparison with those in E. coli biofilms, indicating that P. putida biofilms may have higher affinity to mercury molecules than E. coli biofilms. It was observed that P. putida expressed GFP cDNA in biofilms but not in liquid cultures. This may indicate that the genetic mechanisms of P. putida were favorably altered in biofilm conditions to make a foreign gene expression possible.

• Journal of Microbiology
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• 제44권2호
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• pp.226-232
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• 2006

Swarming has proven to be a good in vitro model for bacterial surface adherence and colonization, and the swarming differentiation of a bacterium has been shown to be coupled with changes in the expression of virulence factors associated with its invasiveness, particularly in the early stages of infection. In this study, we attempted to determine whether the expression of vvhA, which encodes for hemolysin/cytolysin (VvhA), is either upregulated or downregulated during the swarming differentiation of V. vulnificus. The insertional inactivation of vvhA itself exerted no detectable effect on the expression of V. vulnificus swarming motility. However, in our lacZ-fused vvhA transcriptional reporter assay, vvhA expression decreased in swarming V. vulnificus as compared to non-swarming or planktonic V. vulnificus. The reduced expression of vvhA in swarming V. vulnificus increased as a result of the deletional inactivation of luxS, a gene associated with quorum sensing. These results show that vvhA expression in swarming V. vulnificus is downregulated via the activity of the LuxS quorum-sensing system, suggesting that VvhA performs no essential role in the invasiveness of V. vulnificus via the adherence to and colonization on the body surfaces required in the early stages of the infection. However, VvhA may playa significant role in the pathophysiological deterioration occurring after swarming V. vulnificus is differentiated into planktonic V. vulnificus.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권9호
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• pp.1134-1145
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• 2022

SCO6993 (606 amino acids) in Streptomyces coelicolor belongs to the large ATP-binding regulators of the LuxR family regulators having one DNA-binding motif. Our previous findings predicted that SCO6993 may suppress the production of pigmented antibiotics, actinorhodin, and undecylprodigiosin, in S. coelicolor, resulting in the characterization of its properties at the molecular level. SCO6993-disruptant, S. coelicolor ΔSCO6993 produced excess pigments in R2YE plates as early as the third day of culture and showed 9.0-fold and 1.8-fold increased production of actinorhodin and undecylprodigiosin in R2YE broth, respectively, compared with that by the wild strain and S. coelicolor ΔSCO6993/SCO6993⁺. Real-time polymerase chain reaction analysis showed that the transcription of actA and actII-ORF4 in the actinorhodin biosynthetic gene cluster and that of redD and redQ in the undecylprodigiosin biosynthetic gene cluster were significantly increased by SCO6993-disruptant. Electrophoretic mobility shift assay and DNase footprinting analysis confirmed that SCO6993 protein could bind only to the promoters of pathway-specific transcriptional activator genes, actII-ORF4 and redD, and a specific palindromic sequence is essential for SCO6993 binding. Moreover, SCO6993 bound to two palindromic sequences on its promoter region. These results indicate that SCO6993 suppresses the expression of other biosynthetic genes in the cluster by repressing the transcription of actII-ORF4 and redD and consequently negatively regulating antibiotic production.

• 생명과학회지
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• 제23권9호
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• pp.1133-1139
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• 2013

돼지 원정액의 채취나 희석정액의 제조과정 중 세균오염이 많이 발생하는데, 이는 정자활력의 감소뿐 아니라 모돈의 수태율 저하 등을 유발한다. 특히 Serratia marcescens는 환경에 널리 존재하며 비위생적으로 제조된 정액에 많이 분리되고 있다. 본 연구에서는 S. marcescens의 신속한 동정을 위하여 PCR 기법을 개발하였으며, 국내 돼지정액 유래 S. marcescens을 이용하여 최소생육억제농도(MIC) 등을 조사하고 유효 항생제를 선발하고자 하였다. 개발 PCR 기법은 S. marcescens에서만 306 bp의 특이 유전자 증폭산물을 형성하였으며, 기타 돼지정액에서 분리 보고된 균주나 Serratia 속균에서는 유전자 증폭 산물이 형성되지 않아 특이성이 인정되었다. PCR 기법의 민감도는 S. marcescens에서 추출된 DNA $50pg/{\mu}l$까지 검출이 가능하였다. 디스크확산법에 의한 국내 돼지정액 유래 S. marcescens의 항생제 감수성을 조사한 결과, gentamicin, ceftiofur, neomycin 등에서 80% 이상의 높은 감수성을 보였다. 한편 ceftiofur, enrofloxacin, gentamicin, neomycin의 $MIC_{90}$는 각각 8, 8, 8, $16{\mu}g/ml$로 나타났다. 따라서 개발된 PCR 기법은 S. marcescens를 동정하는 유용한 방법이며, gentamicin 등 선발된 항생제는 S. marcescens에 의한 정액 내 세균오염을 관리하기 위한 희석제용 항생제로 추천된다.

• 미생물학회지
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• 제42권4호
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• pp.277-285
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• 2006

본 연구에서는 신경인성 방광으로 요도 카테터를 유치하고 있는 환자의 카테터로부터 카테터 내 요로감염(Catheter-Associate Urinary Tract Infection; CA-UTI)에 관여하는 박테리아인 Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa 그리고 Staphylococcus aureus를 순수 분리, 동정하였다. 이 균주들을 대상으로 하여 quorum sensing mechanism을 규명하는 기초 연구로 각 균주의 quorum sensing 신호물질인 autoinducer (AIs)를 합성하는 유전자의 mRNA 발현을 확인하고, 정략분석 하였다. 각 세 균주를 단일과 세 균주의 혼합으로 24시간, 30일 동안 배양하며 일정 시간 간격으로 sample을 얻었다. 이 중 24시간 배양한 sample을 가지고 reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR)을 수행하여 각 AIs 합성 유전자가 발현되는 최초 박테리아 밀도를 확인하였다. 단일배양에서 E. coli와 S. aureus의 AIs 합성 유전자(ygaG와 luxS)의 mRNA가 발현되는 최초 박테리아 밀도는 $2.4{\times}20^5$ CFU/ml, $5.4{\times}10^6$ CFU/ml 이었으며 P. aeruginosa의 rhlI와 lasI의 경우 $6.9{\times}10^4$ CFU/ml로 나타났다. 세 균주의 혼합배양에서 ygaG와 luxS의 mRNA가 발현되는 최초 박테리아 밀도는$7.3{\times}10^5$ CFU/ml, $1.6{\times}10^7$ CFU/ml이었으며 rhlI와 lasI의 경우 $2.1{\times}10^5$ CFU/ml로 나타났다. 또한 30일 배양한 sample의 RT-PCR 결과, 배양초기부터 각 AIs 합성 유전자들의 mRNA가 30일 동안 일정한 양만큼 지속적으로 발현됨을 확인하였다. Real-time RT-PCR을 이용한 AIs 합성 유전자의 mRNA 발현을 정량 분석한 결과 각 균주에서 단일배양보다 혼합배양시 AIs 합성 유전자의 발현이 더 많았다. 가장 많은 발현량의 차이를 보인 경우 E. coli ygaG의 mRNA 발현량은 단일배양보다 세 균주의 혼합배양시 최고 약 30배 이상이 증가하였고, P. aeruginosa rhlI의 경우 단일배양보다 혼합배양시 최고 약 40배, P. aeruginosa lasI의 경우 최고 약 250배 그리고 S. aureus luxS의 경우는 단일배양보다 혼합배양시 최고 약 5배 이상 mRNA 발현량이 증가하였다. 또한 세 균주의 4가지 유전자 중 P. aeruginosa의 rhlI와 lasI의 mRNA가 가장 많은 양으로 발현됨을 확인하였다.