• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제18권4호
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• pp.32-39
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• 2013

This research focused on the effects of heavy metals on the biomonitoring activity of genetically engineered bioluminescent bacteria, Pseudomonas putida mt-2 KG1206. KG1206 was exposed to single or binary mixtures of different heavy metals as well as soils contaminated with heavy metals. In case of single exposure with different inducer pollutant, the toxicity order was as followings : As(III) > Cd, As(V) >> Cu, Cr(VI). The toxic effects of the binary mixtures was compared to the expected effect based on a simple theory of probabilities. The interactive effects were mostly additive, while in few cases antgonistic and synergistic mode of action was observed for some concentration combinations. No considerable correlation was found between the total metal contents in soils and the bioluminescence activity of each sample. However, statistically significant differences (p = 0.0102) were observed between two groups, classified based on arsenite contamination. These results demonstrate the usage of recombinant bioluminescent microorganism in biomonitoring and the complex interactive effects of metals.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.187-190
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• 2000

본 연구는 5가지의 발광성 미생물을 이용하여 유해 방사선으로 알려져 있는 ${\gamma}-rays$가 여러가지 cellular stresses 중, 특히 유전자 손상과 생물막 손상을 유발하였는데, 이들의 손상 정도가 총 방사선량과 상관관계가 있음을 발생하는 bioluminescence 로써 확인하였다. 뿐만 아니라, 선량률의 변화를 통하여 방사선으로 인한 유전자 손상 및 일반적인 독성 효과가 큰 영향을 받는 것을 확인하였는데, 선량률 증가에 따라 이들 손상정도가 증가하는 것으로 보아 선량률이 genetic 및 radioprotecion에 심각한 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제24권5호
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• pp.558-561
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• 2013

본 연구에서는 인 결합 단백질(phosphate-binding protein)이 세포질(cytoplasm)에서 발현되는 재조합 대장균(Escherichia coli)을 제조하였으며, 이를 이용하여 수중에 함유된 인의 제거에 대하여 고찰하였다. 이 균주를 6 h 동안 배양하여 1.0, 1.5, 2.0 mg/L의 인을 처리하였을 때, 각각 90, 49, 41%의 제거효율을 도출하였으며, 우수한 인 제거 능력(specific phosphate removal)을 나타내었다. 또한, 세포의 Optical density를 2.5, 5.0으로 조절하여 운전하였을 때, 인의 제거효율이 향상됨을 알 수 있었으며, 2.0 mg/L 인을 80%까지 제거시킬 수 있었다. 이 연구를 통하여 얻어진 새로운 생물기술은 수계의 부영양화 문제를 해결하는데 효과적으로 사용될 수 있을 것이다.

• 환경생물
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• 제18권2호
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• pp.205-213
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• 2000

실험실에서 형질전환될 수 있는 세균들은 자연환경 조건에서도 형질전환 능력이 발달하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 환경 내에서 형질전환 능력이 있는 세균의 존재는 확실한 것으로 여겨진다. DNA는 무기물에 부착된 상태에서는 핵산분해효소에 의한 분해로부터 보호되는 것으로 알려져 있다. 비록 DNA가 토양 속에 분산되어져 일정 비율로 가수분해되더라도, 수 주일 후에도 낮은 비율로 감지될 수 있다. 따라서 free DNA는 자연적 형질전환을 할 수 있을 만큼 충분히 지속될 수 있다. 실험실 조건에서는 세균의 형질전환이 여러 경우 보고되었지만, 자연상태에서 형질전환과 관련된 자료는 매우 적다. 생태학적으로 GMMs로부터 재조합 DNA가 토착 미생물에 전이될 수 있는 잠재력에 대한 문제가 주요 현안이 되었는데, 이는 전이된 DNA가 방출된 세균의 생태학적인 적응력을 변화시켜 생물학적 안전성의 문제를 야기할 수 있기 때문이다. 물론, 방출된 GMMs로부터 재조합 DNA가 토착 미생물에 전이되는 율은 아주 낮은 빈도로 일어나지만, 빈도가 낮다는 것은 그리 중요하지 않다. 왜냐하면, 비록 낮은 빈도로 전이되더라도 유리한 조건을 만나게 되면 전이된 유전자는 선택될 수 있기 때문이다. 이제까지 GMMs는 실험실이나 제한된 환경에서 주로 사용되었지만 앞으로는 개방된 자연 생태계에서 이루어질 전망이다. 그러므로 GMMs가 토착세균에 미치는 영향에 대해서도 연구되어야 하고 동시에 GMMs가 생태계에 방출될 경우 그에 따른 영향평가를 반드시 수행해야 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권8호
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• pp.900-906
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• 2005

수계에 존재하는 중금속의 급성독성을 평가하기 위해 발광유전자를 대장균에 삽입한 재조합 대장균($DH5{\alpha}$/pSB311)과 해양성 발광세균인 Vibrio fisheri를 바이오센서로 사용하는 LumisTox를 비교 평가하였다. 재조합 발광대장균인 $DH5{\alpha}$/pSB311는 Photorhabdus luminescens로부터 발광유전자인 lux CDABE를 분리하여 multicopy plasmid pACYC184에 재조합한 것이다. $DH5{\alpha}$/pSB311는 기존의 재조합 발광세균과 달리 발광반응 시 별도의 기질이 소모되지 않는 특성이 있다. 중금속의 급성독성을 평가한 결과 수은과 구리가 아연과 카드뮴에 비해 상대적으로 강한 독성을 나타났고 $DH5{\alpha}$/pSB311의 중금속에 대한 민감도는 Vibrio fisheri를 이용한 LumisTox에 비해 같거나 민감한 반응을 나타냈다. 측정된 중금속 급성독성의 강도는 $DH5{\alpha}$/pSB311의 경우 $Hg^{2+}>Cu^{2+}>Zn^{2+}>Cd^{2+}$의 순이고 LumisTox는 $Hg^{2+}>Cu^{2+}>Cd^{2+}>Zn^{2+}$ 순으로 나타났다. 재조합 발광세균을 이용한 바이오센서는 검출민감도, 신속한 측정 및 조작의 간편성을 충족시킬 수 있는 기술이며 또한 재조합 기술의 진보에 따라 계속적으로 기능이 향상될 수 있다는 특징이 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권6호
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• pp.1132-1139
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• 2016

Brucellosis is a zoonotic disease caused by Brucella, a genus of gram-negative bacteria. Cytokines have key roles in the activation of innate and acquired immunities. Despite several research attempts to reveal the immune responses, the mechanism of Brucella infection remains unclear. Therefore, immune responses were analyzed in mice immunized with nine recombinant proteins. Cytokine production profiles were analyzed in the RAW 264.7 cells and naive splenocytes after stimulation with three recombinant proteins, metal-dependent hydrolase (r0628), bacterioferritin (rBfr), and thiamine transporter substrate-binding protein (rTbpA). Immune responses were analyzed by ELISA and ELISpot assay after immunization with proteins in mice. The production levels of NO, TNF-α, and IL-6 were time-dependently increased after having been stimulated with proteins in the RAW 264.7 cells. In naive splenocytes, the production of IFN-γ and IL-2 was increased after stimulation with the proteins. It was concluded that two recombinant proteins, r0628 and rTbpA, showed strong immunogenicity that was induced with Th1-related cytokines IFN-γ, IL-2, and TNF-α more than Th2-related cytokines IL-6, IL-4, and IL-5 in vitro. Conversely, a humoral immune response was activated by increasing the number of antigen-secreting cells specifically. Furthermore, these could be candidate diagnosis antigens for better understanding of brucellosis.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제17권6호
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• pp.877-884
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• 2004

Although gut microbial functions have been analyzed through cultivation of isolated microbes, molecular analysis without cultivation is becoming a popular approach in recent years. Gene cloning studies have partially revealed the mechanisms involved in fiber digestion of individual microbe. The molecular approach finally made it possible to analyze full genomes of the representative rumen cellulolytic bacteria Fibrobacter and Ruminococcus. The coming database may contain useful information such as regulation of gene expression relating to fiber digestion. Meanwhile, unculturable bacteria are still poorly characterized, even though they are main constituents of gut microbial ecosystem. The molecular analysis is essential to initiating the studies on these unculturable bacteria. The studies dealing with rumen and large intestine are revealing considerable complexity of the microbial ecosystems with many undescribed bacteria. These bacteria are being highlighted as possibly functional members contributing to feed digestion. Manipulation of gut bacteria and gut ecology for improving animal production is still at challenging stage. Bacteria newly introduced in the rumen, whether they are genetically modified or not, suffer from poor survival. In one of these attempts, Butyrivibrio fibrisolvens expressing a foreign dehalogenase was successfully established in sheep rumen to prevent fluoroacetate poisoning. This expands choice of forages in tropics, since many tropic plants are known to contain the toxic fluoroacetate. This example may promise the possible application of molecular breeding of gut bacteria to the host animals with significance in their health and nutrition. When inoculation strategies for such foreign bacteria are considered, it is obvious that we should have more detailed information of the gut microbial ecology.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 춘계학술발표대회
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• pp.390-393
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• 2000

재조합 발광미생물인 UV2와 YH9을 보존제로서 trehalose를 혼합한 현탁액을 바로 동결건조한 것과 이 현탁액을 $30^{\circ}C$ incubator에서 15분 동안 진탕배양한 후 동결건조한 것과 trehalose가 첨가된 배지에 약 $6{\sim}7$시간 정도 배양한 배양액을 동결건조한 결과, trehalose를 첨가한 후 15분 동안 진탕배양했을 경우가 UV2는 0.08M의 이상에서 약 45.0%, 50.0%, YH9은 0.16M에서 48.7%, 54.1%로 회복율을 가장 높이는 최적의 조건으로 조사되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권2호
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• pp.349-353
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• 2002

Two recombinant bacteria containing luxAB showed an increased tolerance to stresses associated with lyophilization, when the cells were freeze-dried in the presence of trehalose. In the case of a recombinant, UV2, only $2.5\%$ of the original bioluminescence and $2.7\%$ of the cell viability were restored after 4 h of freeze-drying without trehalose, which implies that the cells were heavily damaged during the dehydration. To improve these losses, trehalose was added before freeze-drying using different modes. Trehalose increased the bioluminescence and the viability of freeze-dried UV2 under all conditions tested, and it was also observed that the addition of trehalose to the cultures (final concentration of 0.08 M) for 15 min before the freeze-drying resulted in the restoration of $45\%$ of the original bioluminescence and $50\%$ of the cell viability. Trehalose also showed a similar efficacy with the other luminescent recombinant, YH9. Therefore, it was tentatively concluded that trehalose played a role as a protective agent in the freeze-drying of bacterial cells.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권9호
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• pp.1034-1040
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• 2009

Porin proteins of Gram-negative bacteria are outer membrane proteins that act as receptors for bacteriophages and are involved in a variety of functions like solute transport, pathogenesis, and immunity. Salmonella enterica serovar Typhi (S. Typhi), a Gram-negative bacterium, is the causative agent of typhoid fever. Porins of S. Typhi have been shown to have a potential role in diagnostics and vaccination. In the present study, the major outer membrane proteins OmpF and OmpC from S. Typhi were cloned in pQE30UA vector and expressed in E. coli. The immunogenic nature of the recombinant porin proteins were evaluated by ELISA by raising hyperimmune sera in Swiss Albino mice with three different adjuvants (i.e., Freund's adjuvant and two human-compatible adjuvants like montanide and aluminium hydroxide gel) and proved to be immunogenic. The recombinant OmpF and OmpC generated in this work may be used for further studies for vaccination and diagnostics.