• 생명과학회지
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• 제28권4호
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• pp.496-507
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• 2018

톡소이드는 독성은 제거되고 항원성은 유지시킨 독소 단백질로써, 다양한 병원체의 감염 및 질병 예방을 위해 지속적으로 연구 되었다. 그러나, 톡소이드의 활성 감소 및 이와 함께 사용하는 어쥬번트의 부작용 등이 지속적으로 보고되면서, 면역성은 강화하고 어쥬번트의 사용은 줄일 수 있는 톡소이드 항원 전달 시스템이 필요하게 되었다. 따라서, 이러한 단점을 개선하고자 최근 새로운 백신과 약물 전달수송을 위해 다양한 분야에서 활용하고 있는 마이크로/나노 운반체를 톡소이드 항원에 도입하고 있다. 이와 같은 마이크로/나노 운반체는 미생물 자체를 이용하거나 미생물을 통해 생산해 낼 수도 있으며, 더 나아가 다양한 소재의 폴리머를 이용하여 제작할 수 있다. 본 총설에서는 톡소이드 항원 전달을 위한 마이크로/나노 운반체를 미생물 유래의 ghost cells (GCs), 그람 음성 세균이 분비하는 outer membrane vesicles (OMVs) 및 고분자 폴리머로 구성된 nanoparticles (NPs)으로 분류하였다. 마지막으로 각 운반체에 대한 톡소이드 항원의 전달 방식 및 이를 적용하였을 때 일어나는 면역반응에 대하여 서술하였으며, 이를 통해 향후 톡소이드의 효율 및 부작용이 개선되기를 기대한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권11호
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• pp.1971-1982
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• 2017

Piliated Lactobacillus rhamnosus (pLR) strains possess higher adherent capacity than non-piliated strains. The objective of this study was to isolate and characterize probiotic pLR strains in human fecal samples. To this end, mouse polyclonal antiserum (anti-SpaA) against the recombinant pilus protein (SpaA) of L. rhamnosus strain GG (LGG) was prepared and tested for its reactivity and specificity. With the anti-SpaA, a method combining the de Man, Rogosa, and Sharpe (MRS) agar plating separation and colony immunoblotting (CIB) was developed to isolate pLR from 124 human fecal samples. The genetic and phenotypic characteristics of the resultant pLR isolates were compared by randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) fingerprinting, and examination of adhesion to Caco-2 cells, hydrophobicity, autoaggregation, and in vitro gastrointestinal tolerance. Anti-SpaA specifically reacted with three pLR strains of 25 test strains, as assessed by western blotting, immunofluorescence flow cytometry, and immunoelectron microscopy (IEM) assays. The optimized MRS agar separation plus anti-SpaA-based CIB procedure could quantitatively detect $2.5{\times}10^3CFU/ml$ of pLR colonies spiked in $10^6CFU/ml$ of background bacteria. Eight pLR strains were identified in 124 human fecal samples, and were confirmed by 16S RNA gene sequencing and IEM identification. RAPD fingerprinting of the pLR strains revealed seven different patterns, of which only two isolates from infants showed the same RAPD profiles with LGG. Strain PLR06 was obtained with high adhesion and autoaggregation activities, hydrophobicity, and gastrointestinal tolerance. Anti-SpaA-based CIB is a rapid and inexpensive method for the preliminary screening of novel adherent L. rhamnosus strains for commercial purposes.

• 생명과학회지
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• 제18권6호
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• pp.878-883
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• 2008

생물비료의 개발을 위하여 분리된 난용성 인산염의 가용화능이 우수한 균주인 Aeromonas hydrophila DA33의 분자육종을 위해 인산가용화 관련 유전자를 도입하였다. E. coli의 gdh 유전자를 도입한 A. hydrophila DA33은 GDH 활성이 증가하여 유전자가 발현됨을 확인하였으며, wild type에 비해 GDH 활성이 약 40% 정도 높게 나타났으며, 이는 도입된 gdh 유전자의 발현에 의한 것으로 보여 진다. 이 균주는 인산가용화에 기여하는 유기산인 gluconate의 생성도 증가하였다. A. hydrophila DA33의 wild type과 gdh 유전자를 도입한 A. hydrophila pGHS/DA33의 난용성 인산염 가용화능을 실험한 결과, gdh 유전자를 도입한 균주의 인산 가용화능이 약 1.4배 정도의 효과를 보였다. 지금까지의 결과로 비춰볼때 앞으로 생물 비료로서의 A. hydrophila DA33 이용 가능성을 나타내며, 분자육종균 A. hydrophila pGHS/DA33은 생물비료로서의 효율성을 가질 것으로 기대된다.

• 미생물학회지
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• 제52권3호
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• pp.336-343
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• 2016

두 종류의 mannanases를 생산하는 Cellulosimicrobium sp. YB-43로부터 mannanase 유전자를 클로닝하고 그 염기서열을 결정하였다. Mannanase 유전자는 manB로 명명되었으며, 427 아미노 잔기로 구성된 단백질을 코드하는 1,284개 염기로 구성되었다. ManB는 추론된 아미노산 배열에 근거해서 glycosyl hydrolase family 5에 속하는 mannanase와 상동성이 높은 활성영역과 함께 2개의 탄수화물 결합영역을 포함하고 있는 다영역 효소로 확인되었다. Cellulosimicrobium sp. YB-43의 manB 유전자를 함유한 재조합 대장균의 균체 파쇄상등액으로부터 정제된 ManB의 아미노 말단 배열이 QGASAASDG로 결정되었으며 이는 SignalP4.1 server로 그람 음성균을 기준으로 예측된 signal peptide의 결과와 정확하기 일치하였다. 정제된 ManB의 최적 반응조건은 $55^{\circ}C$와 pH 6.5-7.0이며 locust bean gum (LBG), konjac과 guar gum을 가수분해 하였으며, 셀룰로스, 자일란, 전분과 para-nitrophenyl-${\beta}$-mannopyranoside에 대해서는 분해활성이 없었다. ManB의 활성은 $Mg^{2+}$, $K^+$와 $Na^+$에 의해 약간 저해되었으며 $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Mn^{2+}$과 SDS에 의해서는 크게 저해되었다. 또한 이 효소는 mannobiose 보다 큰 중합도를 갖는 만노올리고당을 가수분해하였으며, LBG와 만노올리고당을 가수분해하였을 때 mannobiose가 가장 많은 양으로 생성되었다.

• 생명과학회지
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• 제26권10호
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• pp.1113-1120
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• 2016

우리나라의 전통 발효 된장으로부터 균체외 효소로 mannanase를 생산하는 세균 2주가 분리되었다. 분리균 WL-6과 WL-11은 형태적 특성, 생화학적 성질 및 16S rDNA의 염기서열에 따라 Bacillus subtilis로 확인되었다. 이들 두 균주로부터 각각 mannanase 유전자를 대장균에 클로닝하여 염기서열을 결정한 결과 mannanase 유전자는 362 아미노산으로 구성된 단백질을 코드하며 1,086 뉴클레오티드로 동일하게 이루어졌다. WL-6과 WL-11 mannanase (Man6, Man11)의 아미노산 잔기 배열은 서로 8개 잔기가 다르며 GH family 26에 속하는 B. subtilis의 mannanases와 매우 상동성이 높았다. Man6과 Man11의 아미노 말단의 26개 아미노 잔기가 signal peptide로 예측되었다. 재조합 대장균로부터 각각 생산된 Man6과 Man11은 94~95% 정도가 균체내에 존재하였고, mannotriose, mannotetraose, mannopentaose, mannohexaose와 같은 만노올리고당과 locust bean gum을 유사하게 분해하여 주된 반응산물로 mannobiose와 mannotriose를 생성하였다. Man6는 55℃와 pH 6.0, Man11은 60℃와 pH 5.5에서 각각 최대 반응활성을 보였으며, Man11이 Man6에 비해 열안정성이 높았다.

• 미생물학회지
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• 제41권1호
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• pp.1-7
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• 2005

Methylophaga aminosulfidovorans SK1 (KCTC 10323 BP)은 단일 탄소원, 질소원 그리고 에너지원으로 난분해성 화합물인 트리메틸아민을 이용할 수 있다. M. aminosulfidovorans SK1는 진핵세포의 flavin-containing monooxygenase와 유사한 유전자(bFMO)를 지니고 있으며 대장균에서 발현된 재조합 단백질은 강력한 트리메틸아민 산화활성을 보인다. 본 연구에서는 bEMO의 기능과 조절 메커니즘을 연구하기 위하여 bfmo의 상단부 및 하단부 유전자의 염기서열을 결정하였다. bfmo 상단부의 세 개의 열린해독틀은 잘 보존된 nitrate/nitrite response regulators와 methyl accepting protein 유사단백질을 암호화하였다. 하단부의 두 개의 작은 열린해독틀은 기능은 알려져 있지 않지만 진정세균계에서 잘 보존된 단백질의 일종으로 나타났다. 역전사효소 중합효소증폭반응을 통하여 여섯 개의 유전자는 세 개의 독립된 오페론으로 구성되어 있음을 확인하였다. bfmo의 상단부에 위치하는 세 개의 조절유전자는 두 개의 프로모터에서 전사되었다. 그리고 이와 독립적으로 bfmo와 두 개의 하단부 유전자가 하나의 전사단위를 이루고 있다.

• 미생물학회지
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• 제45권4호
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• pp.419-424
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• 2009

발광 세균 Photobacterium과 Vibrio의 lux 유전자가 삽입된 재조합 플라스미드를 유전자 전이시킨 발광표현형 대장균이 내는 빛의 세기를 조사하였다. 여러 대장균 균주에 형질전환 시켰는 바, 빛을 내는데 관여하는 효소들을 코드하는 유전자를 모두 포함하는 Photobacterium leiognathi lux 오페론이 삽입된 재조합플라스미드(PlXba.pT7-3)가 형질전환된 대장균 43R (Escherichia coli 43R) 균주에서는 발광세기가 다른 균주에 비해 1,000배 이상 되었으며, Vibrio harveyi luxA 유전자와 luxB 유전자를 융합시킨 유전자가 삽입된 재조합플라스미드(VhluxAB.pT7-5)가 형질전환 된 대장균 43R (E. coli 43R)에서는 기질인 fatty aldehyde를 가하면 단일 콜로니에서도 빛을 볼 수 있게 되는 대장균 형질전환체를 얻었다. 또한 이들이 중금속에 노출되었을 때 생물발광이 감소하였으며, 이들 발광 대장균 형질 전환체가 담긴 고정화된 세포에서도 빛을 내는 것을 관측함으로써 이들 실험 결과들이 lux 유전자를 활용한 바이오센서 시스템 개발의 기반 기술이 될 가능성을 보였다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제20권2호
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• pp.645-654
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• 1995

Porphyromonas endodontalis is a black-pigmented anaerobic Gram negative rod which is associated with endodontal infections. It has been isolated from infected dental root canals and submucous abscesses of endodontal origin. DNA probe is an available alternative, offering the direct detection of a specific microorganism. Nucleic-acid probes can be off different types: whole different: whole-genomic, cloned or oligonucleotide probes. Wholegenomic probes are the most sensitive because the entire genome is used for possible hybridization sites. However, as genetically similar species of bacteria are likely to be present in specimences, cross-reactions need to be considered. Cloned probes are isolated sequences of DNA that do not show cross-reactivity and are produced in quantity by cloning in a plasmid vector. Cloned probes can approach the sensitivity found with whole-genomic probes while avoiding known cross-reacting species. Porphyromonas endodontalis ATCC 35406 (serotype $O_1K_1$) was selected in this experiment to develop specific cloned DNA probes. EcoR I-digested genomic DNA fragments of P. endodontalis ATCC 35406 were cloned into pUC18 plasmid vector. From the E. coli transformed with the recombinant plasmid 4 clones were selected to be tested as specific DNA probes. Restriction-digested whole-genomic DNAs prepared from P. gingivalis 38(serotype a), W50(serotype b), A7A1-28(serotype C), P. intermedia 9336(serotype b), G8-9K-3(serotype C), P. endodontalis ATCC 35406(serotype $O_1K_1$), A. a Y4(serotype b), 75(serotype a), 67(serotype c), were each seperated on agarose gel electrophoresis, blotted on nylon membranes, and were hybridized with digoxigenin-dUTP labeled probe. The results were as follows: 1. Three clones of 1.6kb(probe e), 1.6kb(probe f), and 0.9kb(probe h) in size, were obtained. These clones were identified to be a part of the genomic DNA of P. endodontalis ATCC 35406 judging from their specific hybridization to the genomic DNA fragments of their own size on Southern blot. 2. The clones of 4.9kb(probe i) was identified to be a part of the genomic DNA of P. endodontalis ATCC 35406. but not to specific for itself. It was hybridized to P. gingivalis A7A1-28, P. intermedia G89K-3.

• 한국식물병리학회:학술대회논문집
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• 한국식물병리학회 1994년도 Proceedings of International Symposium on BIOLOGICAL CONTROL OF PLANT DISEASES Korean Society of Plant Pathology
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• pp.11-26
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• 1994

Crown gall of stonefruit and nut trees is one of the very few plant diseases subject to efficient biological control. The disease is caused by the soil-inhabiting bacteria Agrobacterium tumefaciens and Agrobacterium rhizogenes and the original control organism was a non-pathogenic isolate of A. rhizogenes strain K84. Control is achieved by dipping planting material in a cell suspension of strain K84 which specifically inhibits pathogenic strains containing a nopaline Ti plasmid. Because the agrocin 84-encoding plasmid (pAgK84) is conjugative, it can be transmitted from the control strain to pathogenic strains which, as a result, become immune to agrocin 84 and cannot be controlled. To prevent this happening, the transfer genes on pAgK84 were located and then largely eliminated by recombinant DNA technology. The resulting construct, strain K1026, is transfer deficient but controls crown gall just as effectively as does strain K84. Field data from Spain confirm that pAgK84 can transfer to pathogenic recipients from strain K84 but not from strain K1026. The latter has been registered in Australia as a pesticide and is the first genetically engineered organism in the world to be released fro commercial use. It is recommended as a replacement for strain K84 to prevent a breakdown in the effectiveness of biological control of crown gall. Several reports indicate that both strains K84 and K1026 sometimes control crown gall pathogens that are resistant to agrocin 84. A possible reason for this is that both strains produce a second antibiotic called 434 which inhibits growth of nearly all isolates of A. rhizogenes, both pathogens and non-pathogens. Crown gall of grapevine is caused by another species, Agrobacterium vitis. It is resistant to agrocin 84 and cannot be controlled by strains K84 or K1026. It is different from other crown gall pathogens in several characteristics, including the fact that, although a rhizosphere coloniser, its also lives systemically in the vascular tissue of grapevine. Pathogen free propagating material can be obtained from tissue culture or, less surely, by heat therapy of dormant cuttings. A number of laboratories are searching for a biocontrol strain that will prevent, or at least delay, reinfection. A non-pathogenic A. vitis strain F/25 from South Africa looks very promising in this regard.

• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1379-1385
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• 2018

당사슬은 당단백질과 단백당에 결합하며, 일반적으로 세포의 최외각 표면에서 발견된다. O-연결 당사슬과 N-연결 당사슬은 진핵세포에 흔히 존재하는 당사슬이며 원핵세포에서도 발견된다. 세포 표면에 존재하는 당사슬과 주변에 동일한 종류의 세포막에 노출된 당사슬 결합 단백질과의 상호작용, 전혀 다른 종류의 세포와의 상호작용, 또는 질병 유발 균주와 바이러스와의 상호작용은 생물학 및 의생명과학에 있어서 질병원인물질 인식, 세포 이동, 세포간의 결합, 발생, 그리고 감염 등과 같은 과정에 있어서 매우 중요한 역할을 담당한다. 각종 질병 상황에서의 당사슬의 프로파일의 변화와 역할은 당사슬이 질병 진단 마커로 활용할 가능성을 제시한다. 이에 더하여, 기존의 많은 선행 연구들에서, 재조합 단백질 의약품에 결합된 당사슬은 재조합 단백질 의약품의 용해도, 약동역학, 약물 활성, 생체활성, 안전성을 적절하게 유지하고 결정짓는데 중요한 요소가 된다. 게다가, 암의 발생과 진전의 영향으로 인해 당사슬 가지 끝에 결합하는 시알릭산의 당질화 양상의 변화는 세포와 세포간 상호작용, 인식 그리고 면역 반응에 매우 중요한 요소로 작용한다. 본 총설에서는 당사슬의 생물학적인 기능에 대한 전반적인 이해를 돕고, 당질화 현상과 질병 진단 및 질병 치료 기법간의 상호 연관성을 간략히 설명하고자 한다. 추가적으로 혈액 내 혈청에 존재하는 당사슬의 프로파일의 변화를 분석하는 대량효능검색 방법과 이로 인해 유도되는 생화학적 작용 기작을 살펴보았다.