• 생명과학회지
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• 제26권5호
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• pp.503-508
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• 2016

바이오센서는 간단하고 저렴하게 일차적으로 현장 시료를 분석할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 유전자 재조합으로 카드뮴을 검출할 수 있는 미생물 유래 바이오센서를 제작하였다. 이를 위해 카드뮴과 반응하는 CadC 유전자와 관련 프로모터를 PCR로 증폭하고 β-galactosidase 유전자(lacZ)와 결합하고 E. coli BL21 (DE3)에 형질 전환하였다. 이 바이오센서 세포는 카드뮴 존재 하에서 β-galactosidase를 발현하며 기질인 CPRG을 분해하여 붉은색으로 발색된다. 카드뮴 검출용 바이오센서는 카드뮴으로 3시간 유도하였을 때 β-galactosidase 활성의 최고값을 보여주었으며 pH 5에서 가장 좋은 활성도를 나타내었다. 카드뮴 검출용 바이오센서는 0.01 μM에서 10 mM 카드뮴에서 검출범위를 보여주었으며 0.01~10 μM에서 직선관계의 검정선(y= 0.98 X + 0.142, R²=0.98)를 나타내었다. 중금속 중에서 카드뮴과 납에서 높은 반응성을 보여주었으며 수은과 구리에서는 전혀 반응하지 않았으나 주석과 코발트에서도 약간의 반응성을 나타내었다. 카드뮴을 spike 한 폐수에서의 반응이 완충용액에 spike한 것(control)과 비슷하게 나타났다. 이는 카드뮴 검출용 바이오센서가 전처리를 하지 않은 현장시료에서도 반응성을 보여주어 현장시료의 간단하고 저렴한 일차적 검출에 활용될 수 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제21권1호
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• pp.159-164
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• 2011

미생물 세포 바이오센서는 환경오염물질의 모니터링을 위한 좋은 분석도구가 될 수 있다. 이는 리포터유전자들(예로, lux, gfp or lacZ)을 방향족 화합물이나 중금속과 같은 오염물질에 반응하는 유도 조절유전자와 결합하여 만든다. 이러한 유전자 재조합기술을 이용하여 많은 종류의 미생물 바이오센서가 개발되었으며 환경, 의학, 식품, 농업, 및 방위등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 또한 바이오센서의 민감도와 검출범위는 조절유전자의 변형을 통해 증가시킬 수있다. 최근에는 미생물 바이오센서 세포를 고효율 검색용 세포 에레이의 칩, 광섬유 등에 고착하여 활용하고 있다. 본 논문은 특이 오염물질의 검출을 위한 유전자 재조합으로 만든 미생물 세포 바이오센서의 현황과 미래에 대해 고찰한다.

• 센서학회지
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• 제23권1호
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• pp.35-41
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• 2014

Microbes have been used extensively in various fields of researches and industries but has not been used widely for microfluidic biosensor applications because it is difficult to immobilize properly to a small space. Therefore, we developed a microbial immobilization method for microfluidic devices using single-walled nanotubes and dielectrophoretic force. Single-walled nanotubes and Escherichia coli were aligned between two cantilever electrodes by a positive dielectrophoretic force resulting in a film of single-walled nanotubes with attached Escherichia coli. The optimal condition of film formation without a cell lysis was investigated. Diameter of single-walled nanotubes and electric field (intensity and duration of application) had an effect on the cell viability. On the other hand, the cell concentration of the suspension did not affect the cell viability. Paraoxon was detected using single-walled nanotubes film with attached Escherichia coli that expressed organophosphorus hydrolase. This film which is suspended from the substrate showed faster response time than sensors that are not suspended from the substrate.

• 생명과학회지
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• 제24권1호
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• pp.54-60
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• 2014

방향족 화합물은 독성 환경오염물질로 생태계와 인간의 건강에 해로운 영향을 미친다. 그중 chlorotoluene과 nitrotoluene 화합물은 수생생물에 독성을 나타내며 인간의 피부, 눈, 호흡기를 자극한다. 본 연구에서는 폐수의 chlorotoluene과 nitrotoluene 화합물을 저렴하고 간단하게 검출하고자 재조합 미생물 바이오센서를 개발하였다. BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene) 분해 조절 유전자 xylR를 Po' (upstream activating sequences를 제거한 DmpR 조절단백질 promoter Po) 또는 Pu (XylR 고유의 프로모터)::lacZ 유전자(${\beta}$-galactosidase 유전자)의 upstream에 연결한 플라스미드를 제작한 후, E. coli $DH5{\alpha}$에 형질 전환하였다. 유도 화합물 존재 하에서, 아가로스에 고정된 이 재조합 바이오센서 세포는 유도 화합물에 의해 ${\beta}$-galactosidase를 발현하고 기질인 chlorophenol red ${\beta}$-D-galactopyranoside (CPRG)를 분해하여 1~2시간에 붉은색을 나타내었다. BTEX 화합물 중, 특이적으로 o-, m-, p-chlorotoluene ($0.1{\mu}M-100 mM$) 그리고 o-, m-, p-nitrotoluene (0.1 mM-100 mM)에서 높은 반응을 나타내었으며 Po'가 Pu보다 높은 반응성을 보여주었다. 아가로스에 고정된 바이오센서는 $4^{\circ}C$에서 21일간 보존 후에도 활성의 큰 변화 없이 안정하였으며, chlorotoluene과 nitrotoluene 화합물들로 spike된 전처리 하지 않은 폐수 시료 중에서도 좋은 반응을 보여 주어 폐수 중 chlorotoluene과 nitrotoluene 화합물의 간단한 초기 검출에 활용될 수 있음을 제시하였다.

• Food Science and Biotechnology
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• 제17권2호
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• pp.219-227
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• 2008

Bacillus thuringiensis was isolated as a pathogen of the sotto disease of silkmoth larvae about a hundred years ago. Since then, this bacterium has attracted attentions of not only insect pathologists but also many other scientists who are interested in its strong and specific insecticidal activity. This has led to the recent worldwide development of B. thuringiensis-based microbial insecticides and insect-resistant transgenic plants, as well as a landmark discovery of par asp orin, a cancer cell-specific cytotoxin produced by B. thuringiensis. In this review, we describe examination of interaction between inclusion proteins of B. thuringiensis and brush border membrane of insects using a surface plasmon resonance-based biosensor, identification and characterization of parasporin-4, the latest parasporin produced by the B. thuringiensis A1470 strain, and an effective method for preparing the parasporin-4 from inclusion bodies expressed in the recombinant Escherichia coli cells.