• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권5호
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• pp.644-651
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• 2013

The fermented manure derivative known as Preparation 500 is traditionally used as a field spray in biodynamic agriculture for maintaining and increasing soil fertility. This work aimed at characterizing the product from a microbiological standpoint and at assaying its bioactive properties. The approach involved molecular taxonomical characterization of the culturable microbial community; ARISA fingerprints of the total bacteria and fungal communities; chemical elemental macronutrient analysis via a combustion analyzer; activity assays for six key enzymes; bioassays for bacterial quorum sensing and chitolipooligosaccharide production; and plant hormone-like activity. The material was found to harbor a bacterial community of $2.38{\times}10^8$ CFU/g dw dominated by Gram-positives with minor instances of Actinobacteria and Gammaproteobacteria. ARISA showed a coherence of bacterial assemblages in different preparation lots of the same year in spite of geographic origin. Enzymatic activities showed elevated values of ${\beta}$-glucosidase, alkaline phosphatase, chitinase, and esterase. The preparation had no quorum sensing-detectable signal, and no rhizobial nod gene-inducing properties, but displayed a strong auxin-like effect on plants. Enzymatic analyses indicated a bioactive potential in the fertility and nutrient cycling contexts. The IAA activity and microbial degradation products qualify for a possible activity as soil biostimulants. Quantitative details and possible modes of action are discussed.

• 생명과학회지
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• 제25권2호
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• pp.136-150
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• 2015

Pseudomonas syringae pv. tabaci 11528은 담배를 숙주로 하여 wildfire disease를 일으키는 식물 병원성 세균이다. P. syringae pv. tabaci psyR deletion mutant를 이용하여 swarming motility, tabtoxin 생산능, siderophore 생산능, AHL 생산능 등의 phenotypic test를 수행하였다. psyR deletion mutant는 wild-type 균주보다 swarming motility가 증가하였고, tabtoxin 생산 또한 증가하였다. 하지만 siderophore와 AHL 생산능은 감소하였고 virulence 또한 지연되었다. 이러한 결과로 PsyR이 QS regulator로 작용한다는 사실과 더불어 병원성 유전자의 조절에도 관여한다는 것을 확인하였다. PsyR이 각각의 병원성 유전자의 발현을 조절하는 regulator들에게 미치는 영향을 전사단계에서 확인하기 위해 fur, gacA, psyI, prhI, prhA, hrpR, hrpA 유전자들을 정량적 real-time PCR (qRT-PCR) 방법으로 확인하였다. 또한 PsyR에 의한 병원성 유전자 조절이 DNA상에 직접적으로 결합하여 일어나는 것인지 아니면 다른 경로를 통해 간접적으로 일어나는 것인지를 확인할 필요가 있어 정제한 PsyR 단백질과 병원성 관련 유전자들의 upstream region 서열을 이용하여 electrophoretic mobility shift assay (EMSA)를 수행한 결과 본 연구에서 선정한 병원성 관련 유전자들이 PsyR에 의해 직접적으로 조절되지는 않는다는 사실을 밝혔다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제32권2호
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• pp.141-145
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• 2014

시장에는 프로바이오틱스를 포함한 무수히 많은 제품이 판매되고 있는데, 우리에게 어떤 이로운 점을 줄 수 있는지 궁금해 한 적이 있었을 것이다. 프로바이오틱스는 기본적인 영양 측면을 배제하고, 우리가 유효한 양을 섭취하였을 때 건강상의 이점을 주는 살아있는 미생물로 정의된다. 프로바이오틱스는 유용하고 건강에 좋은 미생물로도 불려지고 있으며, 다음과 같은 다섯 가지 측면에서 건강 기능성이 있는 것으로 강조되어 왔는데, 1) 대장암 및 IBS와 같은 다른 대장(결장)관련 질병의 발병율 감소, 2) 면역 시스템의 촉진, 3) 항고혈압 및 항콜레스테롤 작용, 4) 장내세균에 작용하는 항생제의 효과를 경감시키고, 5) 위장관 감염을 예방시키는 점이다. 그러나 이러한 건강기능 작용들에 대한 과학적인 근거가 충분히 구축되어 있지는 않아, 유럽식품 위생위원회(Euroupe Food Safety Authority)는 항생제 투여에 따른 설사증상의 완화와 같은 건강기능 표시를 금지하고 있어, 프로바이오틱스의 작용기전에 대한 연구가 필요한 시점이라 하겠다.

• 대한화장품학회지
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• 제46권1호
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• pp.23-29
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• 2020

피부에는 여러 종의 미생물들이 군집을 이루며 서식하고 있고, 서로 상호작용을 하며 균형을 유지하고 있다. 하지만, 여드름, 건선 및 아토피 피부염과 같은 질병 상태에서는 피부 미생물의 균형이 깨져 건강한 피부와는 다른 미생물 군집 구성을 보인다. 피부 미생물 군집 구성의 조절은 이러한 피부 질환에 대한 잠재적인 치료 방법이 될 수 있다. Quorum sensing (QS)은 세포간 전달인자로, QS을 조절하면 유해균의 바이오필름 형성이나 효소 분비등을 억제할 수 있고, 이 역시 피부 미생물 군집 구성에 영향을 준다. 이번 연구에서는 아모레퍼시픽의 특허 성분인 유산균 발효 용해물(Lactobacillus plantarum APsulloc 331261, KCCM 11179P 이용)의 QS억제능력 및 피부 유익균과 피부 유해균의 생장에 미치는 영향을 확인하였다. 유산균 발효 용해물 10 ㎍/mL 처리시, QS에 의해 제어되는 Chromobacterium violaceum의 자주색 안료 생산을 대조군 대비 27.4% 감소시켰다. 또 피부 유익균인 Staphylococcus epidermidis의 생장을 대조군 대비 12% 증가 시켰고, 피부 유해균인 Pseudomonas aeruginosa의 생장을 38.5% 감소, 바이오필름 형성을 17.7% 감소시켰다. S. epidermidis를 같은 속(genus)에 포함되어 있는 대표적인 피부 유해균 Staphylococcus aureus와 함께 공배양 하였을 때 S. epidermidis의 생장은 대조군 대비 134% 증가시켰고, S. aureus의 생장은 13% 억제시켰다. 이러한 결과들을 종합하였을 때 L. plantarum APsulloc 331261을 이용한 발효 용해물은 피부 미생물의 균형을 조절해 줄 수 있는 화장품 원료로 유용하게 사용 될 수 있다고 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제33권11호
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• pp.936-943
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• 2023

본 연구에서는 천연물 유래 항균소재로써 노각나무의 이용 가능성을 알아보기 위해 노각나무 가지, 줄기, 잎을 에탄올에 추출한 다음 P. aeruginosa에 대한 추출물의 항균활성을 조사하였다. 노각나무 부위별 추출물(1 mg/disc) 중 잎과 줄기 추출물이 P. aeruginosa에 대해 항균활성을 나타내었으며, 잎 추출물의 항균활성이 가장 우수하였다. P. aeruginosa에 대한 노각나무 잎 추출물의 MIC는 0.8 mg/ml였고 정균작용을 나타내었다. 노각나무 잎 추출물이 0.2-2.0 mg/ml 농도로 처리된 배양액에서 P. aeruginosa의 바이오필름 형성은 추출물의 농도가 증가할수록 농도의존적으로 억제되는 경향을 보였다. 또한 주사전자현미경으로 노각나무 잎 추출물(0.8 mg/ml)이 P. aeruginosa의 바이오필름 형성에 미치는 영향을 관찰한 결과에 의하면 추출물 대신 DMSO를 처리한 대조구에서는 세포 주변에서 EPS와 바이오필름이 관찰되었지만 추출물을 처리한 처리구의 세포 주변에서는 EPS와 바이오필름이 관찰되지 않았다. qRT-PCR을 이용하여 P. aeruginosa의 QS 관련 유전자인 lasI와 rh1I mRNA 발현 변화를 qRT-PCR로 확인한 결과, 노각나무 잎 추출물이 0.2-2.0 mg/ml의 농도로 처리된 배양액에서 lasI와 rh1I mRNA 발현은 추출물의 농도가 높아질수록 농도의 존적으로 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과를 종합하면 노각나무 잎 추출물은 P. aeruginosa에 대한 항균활성과 바이오필름 형성 억제능이 우수하기 때문에 천연물 유래 항균소재로써 이용 가능성이 높을 것으로 판단된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권1호
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• pp.139-144
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• 2016

Synthetic oscillators are gene circuits in which the protein expression will change over time. The delay of transcription, translation, and protein folding is used to form this kind of behavior. Here, we tried to design a synthetic oscillator by a negative feedback combined with a positive feedback. With the mutant promoter P_LacC repressed by LacIq and P_Lux activated by AHL-bound LuxR, two gene circuits, Os-LAA and Os-ASV, were constructed and introduced into LacI-deleted E. coli DH5α cells. When glucose was used as the carbon source, a low level of fluorescence was detected in the culture, and the bacteria with Os-ASV showed no oscillation, whereas a small portion of those carrying Os-LAA demonstrated oscillation behavior with a period of about 68.3 ± 20 min. When glycerol was used as the carbon source, bacteria with Os-ASV demonstrated high fluorescence value and oscillation behavior with the period of about 121 ± 21 min.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권4호
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• pp.473-486
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• 2019

In the aquatic environment, microorganisms are predominantly organized as biofilms. Biofilms are formed by the aggregation of microbial cells and are surrounded by a matrix of extracellular polymeric substances (EPS) secreted by the microbial cells. Biofilms are attached to various surfaces, such as the living tissues, indwelling medical devices, and piping of the industrial potable water system. Biofilms formed from a single species has been extensively studied. However, there is an increased research focus on multispecies biofilms in recent years. It is important to assess the microbial mechanisms underlying the regulation of multispecies biofilm formation to determine the drinking water microbial composition. These mechanisms contribute to the predominance of the best-adapted species in an aquatic environment. This review focuses on the interactions in the multispecies biofilms, such as coaggregation, co-metabolism, cross-species protection, jamming of quorum sensing, lateral gene transfer, synergism, and antagonism. Further, this review explores the dynamics and the factors favoring biofilm formation and pathogen transmission within the drinking water distribution systems. The understanding of the physiology and biodiversity of microbial species in the biofilm may aid in the development of novel biofilm control and drinking water disinfection processes.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제31권2호
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• pp.179-186
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• 2013

Pseudomonas spp. are Gram-negative psychrophilic bacteria, which can proliferate at refrigeration temperature. The bacteria produce heat-stable enzymes that can degrade fat and protein in foods. Hence, Pseudomonas spp. are related to the spoilage of milk, dairy products, and meat products under cold storage, causing economic loss. In the food industry, various methods have been used to remove bacteria including Pseudomonas spp. in food-related conditions, but they can be resistant to antimicrobials and sanitizers because they form biofilms regulated by quorum sensing (cell density-dependent cell-to-cell signaling). Since Pseudomonas cells in biofilms can cross-contaminate foods resulting in food spoilage and the survival of food-borne pathogens in food-related conditions, efficient decontamination technology and microbiological criteria should be established to reduce the occurrence of food spoilage by Pseudomonas spp.

• BMB Reports
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• 제44권1호
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• pp.1-10
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• 2011

Inter-cellular communication via diffusible small molecules is a defining character not only of multicellular forms of life but also of single-celled organisms. A large number of bacterial genes are regulated by the change of chemical milieu mediated by the local population density of its own species or others. The cell density-dependent "autoinducer" molecules regulate the expression of those genes involved in genetic competence, biofilm formation and persistence, virulence, sporulation, bioluminescence, antibiotic production, and many others. Recent innovations in recombinant DNA technology and micro-/nano-fluidics systems render the genetic circuitry responsible for cell-to-cell communication feasible to and malleable via synthetic biological approaches. Here we review the current understanding of the molecular biology of bacterial intercellular communication and the novel experimental protocols and platforms used to investigate this phenomenon. A particular emphasis is given to the genetic regulatory circuits that provide the standard building blocks which constitute the syntax of the biochemical communication network. Thus, this review gives focus to the engineering principles necessary for rewiring bacterial chemo-communication for various applications, ranging from population-level gene expression control to the study of host-pathogen interactions.

• 상하수도학회지
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• 제28권6호
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• pp.713-723
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• 2014

Biofouling in brackish water reverse osmosis (RO) membranes still needs extensive research to understand cause and mechanism and to obtain methods for reduction of its impact on RO applications. Natural compounds with biofilm formation inhibitory properties are being investigated. Two compounds, vanillin and Epigallocatechin gallate (EGCG), were selected due to their great potential on biofilm formation inhibition. Vanillin shows inhibition on quorum sensing mechanisms of biofilm formation. EGCG has potential to inactivate microbial activity. The two compounds were incorporated in typical polyamide reverse osmosis membranes and evaluated on flux behaviours and biofilm formation potential. The surface properties of membrane coated with vanillin were changed tremendously compared to those with EGCG. As a result, the flux was reduced substantially. The biofilm formation seems hindered with EGCG coated membranes compared to the virgin membranes. More research is needed to optimize coating methods applicable to RO membranes and to enhance biofouling reduction.