Pseudomons sp. PY002의 exotoxin A 의 발현 양상을 관찰하기 위하여 P.aeruginosa PAO1의 anti-exotoxin A와 immunoblot hybridization을 실시한 결과 배지내에 유용 가능한 철이 고갈됨에 따라 exotoxin A의 발현양은 점차적으로 증가하는 양상을 보였으며, CAS 배지에 점적한 배양 상층액에서 siderophore의 발현양도 증가함을 보였다. P.sp.PY002 의 genomix library를 제조하여, exotoxin A를 분비하는 2개의 클론을 선별하려 pETA23과 pETA42 로 명명한 후, 반응성이 강한 Peta42를 선발하였다. pETA 42는 약 1.7kb 크기의 insert를 가지며, 양쪽 말단에 cloning site 인 pstI site 가 존재하며 2개의 NcoI, 1개의 PvuII, 1개의 SstI , 3개의 SmaI, 1개의 KpnI, 3개의 HaeII, 1개의 EcoRI site가 존재하였다.
독도의 해안에 군락을 이룬 해안식물 근권에서 호염성 및 염내성을 가지는 세균의 분리를 위해 3종의 해안식물의 군락을 선정한 후 각 식물의 군집 하부에서 토양시료를 채취하였다. 시료는 marine broth 한천배지를 이용하여 형태학적인 구분을 통해 순수분리 되었다. 분리된 161개 세균들을 NaCl 9.0% 농도로 조정된 배지에서 생존하는 26개 균주를 선발하여 genomic DNA를 얻은 후, 16S rRNA gene sequence를 증폭하여 부분동정 하였다. 이들의 유연관계 확인을 위해 계통수를 작성한 결과, 이들은 각각 Firmicutes (30.8%), Gamma proteobacteria (53.8%), Bacteroidetes (7.7%), Alpha proteobacteria (7.7%), Actinobacteria (7.7%)에 속하였으며, 이는 기존의 독도 토양 및 해수 미생물상 연구와 특징적 차이를 보인다. 또한, 분리된 세균의 종 조성도 기존 독도 토양 및 해양연구와 유의적으로 상이함을 보였다. 이에 더하여 선발된 26개 균주들 중에서 4균주가 12.0% 이상의 염농도에서 생장하였으며, 이들 중에서 3개 균주가 15.0% 이상의 염농도에서 생장하여 극호염성의 특성을 나타내었으며, 광범위한 염분농도에서도 생장하는 특성을 보였다. 이들은 해안식물 근권에서 독도 특유의 고염분 및 염분변화라는 환경적 스트레스를 극복하며 해안식물과 어떠한 상호작용을 하는 것으로 생각된다.
참나무 목초액은 예로부터 농축산업에 이용되어 왔으며 최근에는 항균 및 항산화 효과가 있는 것으로 밝혀지면서 목초액에 대한 과학적인 연구가 활발히 진행되고 있다. 참나무 목초액의 항균 및 항산화 활성과 면역기능에 미치는 영향을 조사하였다. 참나무 목초액의 항균활성은 식품 부패균 및 치주질환 원인균에 대하여 항균활성을 조사하였는데 목초액 $50{\mu}l$ 첨가시 대부분의 식품부패균 및 치주질환 원인균의 생육이 현저히 저해되었다. 참나무 목초액의 항산화력은 DPPH법에서 $20{\mu}l$ 첨가시 95%의 라디칼 소거능을 보였으며 SOD유사활성은 $50{\mu}l$ 첨가시 65%의 항산화력을 나타내었다. 참나무 목초액의 항염증효과는 세균의 LPS를 처리하여 유도된 RAW264.7 세포에서 조사되었는데 LPS를 처리하여 유도된 NO 활성을 현저히 감소(86%)시켰으며 이 농도에서 세포독성 없이 높은 면역 효과를 나타내었다.
광합성 자색비유황세균으로 동정된 균주들을 논 퇴적토와 분뇨처리장 슬러지로부터 분리하였고 그들의 식물생장촉진능을 조사하였다. 이 균주들의 배양액에서 대표적인 식물호르몬인 indole-3-acetic acid (IAA)와 indole-3-butyric acid (IBA) 및 5'-aminolevulinic acid (ALA)의 생성을 측정하였다. 분리 균주 중 Rhodopseudomonas faecalis D15가 modified Biebl and Pfennig 배지에서 IAA는 769.8 ${\mu}g$/mg protein, IBA는 1323 ${\mu}g$/mg protein 그리고 ALA는 7.4 mM/mg protein의 가장 높은 생성률을 나타내었으며, R. faecalis C9는 20.8 ${\mu}g$/mg protein의 가장 높은 gibberellin 생성률을 나타내었다. 이 균주들을 토양에 파종한 토마토 종자에 접종하고 15일 후에 자라 난 유묘의 뿌리 길이와 건조중량은 비접종 대조군보다 더 컸으며 특히 C9 균주 처리 시료는 건조중량이 대조군에 비해 119.4% 증가하였다. 이 자색비유황세균 분리균주는 식물생장 촉진을 위한 친환경적 생물비료로 사용할 수 있을 것이다.
도시폐수처리장의 활성슬러지 표본으로부터 유일 탄소원 및 질소원으로 aniline을 이용할수 있는 미생물 컨소시엄을 농화배양하였다. 농화배양으로부터 분리된 3개의 분해세균 가운데 분해능이 탁원한 세균을 본 연구에 사용되었다. 분리세균운 그람 음성세균으로서 여러 가지 생리.생화학적 시험을 통하여 Delftia acidovorans로 동정되었으며 이를 Delftia sp. JK-2로 명명하였다. 10mM의 aniline이 포함된 액체배지에 Delftia sp. JK-2를 접종한 결과 24시간 이내에 aniline이 완전히 분해되엇다. 이 가간동안 배양액 내에 $NH_4^+$이온은 일시적으로 생성되었다가 aniline이 완전히 분해됨에 따라 완전히 사라졌다. Aniline을 포함하여 무기배지에 부가탄소로서 glucose를 첨가하였을 때 분해능은 크게 감소하였다. 질소원으로서 0.5% nitratef,f 첨가하였을 때 첨가하지 않은 대조군에 비해 anline의 분해가 80% 이상 향상되었다. Aniline 분해세균의 16S rDNA 염기서열을 이용하여 phylogenetic 분석을 실시한 결과 이 세균은 Delftia acidovorans와 96%의 유사성을 나타내었으며, Acidovorax, Aquaspirllum, Xylophilus, Variovorax, Rhodoferax 등의 세균과도 상당한 유사성을 나타내었다.
Pseudomonas sp. HJ-2는 heptanoinc acid를 단일탄소원으로 이용하여 3-hydroxybutyrate (3HB),3-hydroxy-velerate (3HV) 및 3-hydroxybutyrate (3HHp)를 구성 단위체로 하는 고무탄성 polyhydroxyalkanoate (PHA)를 생합성한다. 이 미생물 고분자는 poly(3HB-co-3HV)공중합체와 poly(3HHp) 단일중합체로 이루어진 혼합물임이 밝혀졌다. 본 연구에서는 PHA가 고무탄성체로서의 성질을 유지하는데 필용한 단위체 조성과 HJ-2의 배양조건이 PHA의 생산 및 단위체 조성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 생합성된 PHA의 탄성률은 poly(3HHp)의 존재로 크게 감소되었으나, 3HV의 함량이 높은 poly(3HB-co-3HV) 자체도 최대변형률 740%로서 고무탄성체로서의 성질을 보였다. HJ-2의 생장 및 PHA 생합성은 탄소원인 heptanoic acid의 초기농도가 40mMdlfEo 가장 높았으나, 50mM의 농도에서는 큰 저해를 받았다. PHA 생합성은 질소와 인이 결핍된 조건에서 크게 증가되었다. 배양액의 pH 및 통기는 HJ-2로부터 생합성되는 PHA의 단위체 조성에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. pH 7.5에서 생합성되는 고분자는 poly(3HB-co-38% 3HV)인 반면에 pH8.0에서의 고분자는 3HHp가 95%를 차지하였다. 발효조의 교반속도를 달리한 실험의 결과 고분자 내 3HHp의 함량은 산소전달 속도가 높아질수록 증가하였다.
형광현미경을 이용한 기존의 직접생균수측정(DVC)법을 변형하여 산림토양의 각 층위에 분포하는 난배양성 토양세균의 정량적 평가를 시도하였다. 기존의 방법에서 사용된 DNA합성저해제(nalidixic acid; 100${\mu}g$/ml, pipemidic acid; 50 ${\mu}g$/ml, piromidic acid; 50 ${\mu}g$/ml)보다 5배 높은 농도를 사용한 결과 토양세균 군집의 세포분열이 배양24시간까지 분히 억제되어 기존의 DVC법보다 10배 이상 높은 계수치를 얻었다. 토양시료를 제균수로 원심 세척한 경우 DVC는 전균수(TDC)의 약 I% 미만을 나타내어 첨가된 기질의 이용능을 정확히 판정할 수 있었다. 형광현미경을 이용하여 DVC법에 의해 검출된 생균수는 전균수의 18-44%를 나타내었고, 평판법(PC)에 의해 계수된 생균수는 전균수의 1% 미만을 나타내어 DVC법이 평판법에 비해 100-2000배 이상 높은 계수치를 나타내었다. 이는 평판법으로는 배양할 수 없는 난배양성(VBNC)세균이 토양 내에 다수 존재해 있음으로 판단되었고, DVC법에 의해 난배양성 토양세균을 정량적으로 검출할 수 있는 가능성이 확인되었다. 영양기질로써 통상농도의 NB배지와 NB를 $10^{-2}$로 희석한 DNB배지를 사용하여 DVC법과 평판법에 의한 계수 결과를 비교한 결과 모든 시료에서 DNB배지에서의 생균수는 NB배지보다 5~10배 이상 높은 값을 나타내어 산림토양의 각 층위에 저영양세균(oligotrophic bacteria)이 다수 분포해 있음으로 추정되었다.
Moraxella sp. CK-1는 남조류 Anabaena cylindrica의 생장을 억제한다고 알려져 있다. Moraxella sp. CK-1의 세포외 autolysin의 분리는 다음과 같은 방법으로 분리를 시도하였다. 흡광도 660 nm에서 0.7~0.8이 되도록 BGC-11세포배양액에서 키우고, 원심분리로 균주인 Moraxella sp. CK-1를 제거한 뒤 세포배양액을 Amicon ultrafiltration으로 농축을 하였다. 농축한 세포배양액을 $(NH_{4})_{2}SO_{4}$ 로 0~20%, 20~40%, 40~60%, 60~80%로 분획하여 단백질을 14,000${\times}$g로 침전 시켰다. 침전된 단백질을 20 mM Tris-HC1, pH 8.0완충용액으로 현탁시킨 뒤, 동일 완충용액을 이용하여 투석을 하였다. $(NH_{4})_{2}SO_{4}$로 분획한 뒤 활성확인을 위해 Anabaena Cylindrica가 도포된 평판배지에서 활성을 확인한 결과, 40~60%, 60~80%에서 활성이 있음을 확인하였다. 이들을 각각 Mono-$Q^{TM}$ HR 5/5 (column volume 1 ml) column을 이용하여 FPLC에서 단백질을 분리하였다. $(NH_{4})_{2}SO_{4}$ 로 분획한 40~60%에서는 major peak 3개, 60~80% 분획에서는 2개의 major peak가 분리되었다. Mono-$Q^{TM}$ HR 5/5 column에서 분리되어 나온 major peak 5개를 투석한 뒤 Anabaena cylindrica lawn에서 활성을 확인하였으나 확인이 되지 않았다. PVDF membrane을 이용하여 transfer하여 40~60% 침전에서 17 kDa의 단백질을 얻어냈다. 이를 N-terminal amino acid sequence를 하여 serine pretense의 계열임을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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