• Interdisciplinary Bio Central
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• 제3권3호
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• pp.10.1-10.8
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• 2011

Introduction: Hash functions are computer algorithms that protect information and secure transactions. In response to the NIST's "International Call for Hash Function", we developed a biological hash function using the computing capabilities of bacteria. We designed a DNA-based XOR logic gate that allows bacterial colonies arranged in a series on an agar plate to perform hash function calculations. Results and Discussion: In order to provide each colony with adequate time to process inputs and perform XOR logic, we designed and successfully demonstrated a system for time-delayed bacterial growth. Our system is based on the diffusion of ${\ss}$-lactamase, resulting in destruction of ampicillin. Our DNA-based XOR logic gate design is based on the op-position of two promoters. Our results showed that $P_{lux}$ and $P_{OmpC}$ functioned as expected individually, but $P_{lux}$ did not behave as expected in the XOR construct. Our data showed that, contrary to literature reports, the $P_{lux}$ promoter is bidirectional. In the absence of the 3OC6 inducer, the LuxR activator can bind to the $P_{lux}$ promoter and induce backwards transcription. Conclusion and Prospects: Our system of time delayed bacterial growth allows for the successive processing of a bacterial hash function, and is expected to have utility in other synthetic biology applications. While testing our DNA-based XOR logic gate, we uncovered a novel function of $P_{lux}$. In the absence of autoinducer 3OC6, LuxR binds to $P_{lux}$ and activates backwards transcription. This result advances basic research and has important implications for the widespread use of the $P_{lux}$ promoter.

• The Plant Pathology Journal
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• 제34권1호
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• pp.78-84
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• 2018

Peroxyacetic acid mixture Perosan, composed of peroxyacetic acid, hydrogen peroxide and acetic acid, was evaluated for eco-friendly management of tomato bacterial wilt by Ralstonia pseudosolanacearum. Perosan drastically suppressed in vitro growth of R. pseudosolanacearum in liquid cultures in dose- and incubation time-dependent manners. Higher perosan doses (0.1 and 1%) caused lowered pH and phytotoxicity to detached leaves of two tomato cultivars Cupirang and Benekia 220 in aqueous solution. Treatment with 0.01% of Perosan delayed wilting symptom significantly in the detached leaves of two cultivars inoculated with R. pseudosolanacearum ($10^7cfu/ml$). Soil drenching of 5% Perosan solution in pots caused severe tissue collapse of tomato seedlings at the four-week-old stage of two tomato cultivars. Treatment with 1% Perosan by soil-drenching significantly reduced bacterial wilt in the tomato seedlings of two cultivars. These findings suggest that Perosan treatment can be applied to suppress bacterial wilt during tomato production.

• 한국버섯학회지
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• 제3권4호
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• pp.140-144
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• 2005

여름철 팽이버섯 병재배시 톱밥배지에서 발생하는 균사생장 억제증상의 원인을 구명하고 그 경감대책을 확립하기 위하여 톱밥배지 배합시 물온도를 $24^{\circ}C$(상온수)와 $6^{\circ}C$(저온수)로 하고, 배지제조후 살균전 경과시간을 0, 3, 6, 9시간으로 달리하여 팽이버섯의 재배시험을 수행하였다. 배지제조 후 살균전 시간이 경과함에 따라 배지온도가 상승하고, pH는 6.5에서 5.2~5.6으로 낮아지는 경향이었다. 이때 톱밥배지 내에서 세균밀도가 증가하였으며, 물온도 $24^{\circ}C$에서는 $6^{\circ}C$보다 6시간 이후의 세균밀도가 1.9~4.1배 높았다. 톱밥배지에서 분리한 세균과 대치배양시 팽이버섯균의 생장이 억제되었다. 또한 배지제조후 살균전 시간이 경과함에 따라 배지내의 전질소 함량이 감소하였으며 유리당의 함량도 종류에 따라서 증가 또는 감소하였다. 배지배합시 $24^{\circ}C$물 처리구는 $6^{\circ}C$물 처리구에 비하여 팽이버섯 병재배사에서 균배양기간 및 버섯발생기간이 각각 1~2일 지연되는 경향이었으며, 자실체 수량도 저온수 처리구에서 안정적이었다. 그리고 9시간 경과한 배지에서는 균사생장이 정지되었다. 배지제조후 경과시간에 따라 팽이버섯 발생기간은 1~3일이 지연이 되었으며, 자실체 수량은 6시간이 경과된 배지에서 7~12% 감소하는 경향이었다. 본 시험은 여름철 고온기의 팽이버섯 재배시 배지제조에 $6^{\circ}C$이하의 저온수를 사용하여 배지내 미생물 증식을 억제시키고, 입병작업을 마치는 즉시 고압살균 함으로써 배지의 성분을 안정화시켜 버섯의 안정생산에 기여할 것으로 기대된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권12호
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• pp.1635-1643
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• 2009

The aim of this study was to provide new insight into the mechanism whereby the housekeeping enzyme glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) locates to cell walls of Lactobacillus plantarum 299v. After purification, cytosolic and cell wall GAPDH (cw-GAPDH) forms were characterized and shown to be identical homotetrameric active enzymes. GAPDH concentration on cell walls was growth-time dependent. Free GAPDH was not observed on the culture supernatant at any time during growth, and provoked cell lysis was not concomitant with any reassociation of GAPDH onto the cell surface. Hence, with the possibility of cw-GAPDH resulting from autolysis being unlikely, entrapment of intracellular GAPDH on the cell wall after a passive efflux through altered plasma membrane was investigated. Flow cytometry was used to assess L. plantarum 299v membrane permeabilization after labeling with propidium iodide (PI). By combining PI uptake and cw-GAPDH activity measurements, we demonstrate here that the increase in cw-GAPDH concentration from the early exponential phase to the late stationary phase is closely related to an increase in plasma membrane permeability during growth. Moreover, we observed that increases in both plasma membrane permeability and cw-GAPDH activity were delayed when glucose was added during L. plantarum 299v growth. Using a double labeling of L. plantarum 299v cells with anti-GAPDH antibodies and propidium iodide, we established unambiguously that cells with impaired membrane manifest five times more cw-GAPDH than unaltered cells. Our results show that plasma membrane permeability appears to be closely related to the efflux of GAPDH on the bacterial cell surface, offering new insight into the understanding of the cell wall location of this enzyme.

• 한국식품과학회지
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• 제28권5호
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• pp.987-993
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• 1996

본 연구에서는 Bifidobacterium을 우유와 두유에 접종하여 $37^{\circ}C$에서 발효 특성, 적정 발효 기간 및 효율적인 증식을 위한 생육 인자를 찾고자 하였다. 이를 위하여 pH, 산도, glucose함량, 생균수, ${\alpha}-galactosidase$활성 그리고 ${\beta}-galactosidase$활성 변화를 조사하였다. $37^{\circ}C$에서 일반 발효 특성을 측정했을 때 48시간동안 우유의 발효는 pH의 감소와 산 생성의 증가는 현저한 반면, 세포 증식을 24시간동안 증가하였으나 남은 24시간동안은 감소를 보였다. 또한 효소 반응은 ${\beta}-galactosidase$ 활성이 높은 반면, ${\alpha}-galactosidase$는 비교적 낮았으며 glucose 함량은 세포 증식기에 높았다. 두유의 경우는 우유에 비해 pH의 감소가 큰 반면 적정산도 증가는 비슷하였다. 세포 증식은 발효 2일동안 이루어졌으며, ${\alpha}-,\;{\beta}-galactosidase$ 모두 활성이 높게 나타났고, glucose 함량도 1일 동안 지속적인 증가를 나타냈다. 또한 적정 발효기간은 발효유는 24-36시간, 발효 두유는 약 24시간이 바람직한 것으로 나타났다. Bifidobacterium의 성장 촉진 인자의 영향을 발효 시간에 따른 pH와 생균수 변화로 조사한 결과, 두유에서는 fucosyllactose, 그리고 우유에서는 발효 초기에 L-cysteine·HCl, 발효 진행중에는 fucosyllactose가 효과적인 생육 인자로 작용하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권6호
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• pp.1024-1032
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• 2008

Efficient expression of the Salmonella Typhimurium tdc ABCDEG operon involved in the degradation of L-serine and L-threonine requires TdcA, the transcriptional activator of the tdc operon. We found that the tdcA gene was transiently activated when the bacterial growth condition was changed from aerobic to anaerobic, but this was not observed if Salmonella was grown anaerobically from the beginning of the culture. Expression kinetics of six tdc genes after anaerobic shock demonstrated by a real-time PCR assay showed that the tdc CDEG genes were not induced in the tdcA mutant but tdcB maintained its inducibility by anaerobic shock even in the absence of tdcA, suggesting that an additional unknown transcriptional regulation may be working for the tdcB expression. We also investigated the effects of nucleoid-associated proteins by primer extension analysis and found that H-NS repressed tdcA under anaerobic shock conditions, and fis mutation delayed the peak expression time of the tdc operon. DNA microarray analysis of genes regulated by TdcA revealed that the genes involved in N-acetylmannosamine, maltose, and propanediol utilization were significantly induced in a tdcA mutant. These findings suggest that Tdc enzymes may playa pivotal role in energy metabolism under a sudden change of oxygen tension.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권4호
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• pp.615-620
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• 2013

본 연구에서는 절임배추의 저장 기간을 연장하기 위해 전해수를 배추의 세척에 이용하였다. 절이는 동안 증가하는 절임배추의 초기 미생물을 제어하기 위하여 절이기 직전에 세척 과정을 추가하였으며, 대조구로는 수도수를 사용하였다. 세척한 후 절여진 배추를 0, 4 및 $10^{\circ}C$에 저장하면서 그 품질특성을 비교하였다. 절임배추의 총 균수는 수도수 처리구가 5.36 log CFU/g, 전해수 처리구가 3.50 log CFU/g으로 전해수로 세척할 경우 대조구보다 낮은 균수를 보였으며 저장기간이 증가하는 동안에도 대조구보다 낮은 균수를 유지하였다. 특히 $0^{\circ}C$에 저장할 경우 초기 균수를 32일 정도 유지하는 것으로 나타났으며, 젖산균의 경우 두 처리구 모두 24일까지 1 log CFU/g 이하의 수준을 유지하였다. 절임배추의 염도는 첨가해 준 염수와의 염 농도 평형에 의해 초기에 다소 감소가 일어났지만 저장 기간 동안 전반적으로 유지되었다. pH, 환원당, 경도 및 염수의 투과도는 시간이 경과함에 따라 감소가 되었으며, 저장 온도가 높을수록 그 속도는 빠르게 일어났다. $0^{\circ}C$에 저장할 경우 초기 미생물의 수가 유지되는 24일째까지 pH, 경도 및 염수투과도의 감소가 서서히 진행되었고 이는 미생물의 증식에 의해 영향을 받은 것으로 사료된다. 따라서 절임배추의 저장 기간을 연장하기 위한 전해수 세척 과정의 첨가는 절임배추의 초기 균수를 낮춰 미생물 증식에 의해 야기되는 품질 변화를 연장시켜줄 수 있을 것으로 판단되며, 전해수가 세척수로서 사용될 경우 농도 및 세척 시간에 관한 추가적인 연구가 요구되는 바이다.