• Journal of Microbiology
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• 제43권spc1호
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• pp.93-100
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• 2005

It had long been assumed that a bacterial cell was dead when it was no longer able to grow on routine culture media. We now know that this assumption is simplistic, and that there are many situations where a cell loses culturability but remains viable and potentially able to regrow. This mini-review defines what the 'viable but nonculturable' (VBNC) state is, and illustrates the methods that can be used to show that a bacterial cell is in this physiological state. The diverse environmental factors which induce this state, and the variety of bacteria which have been shown to enter into the VBNC state, are listed. In recent years, a great amount of research has revealed what occurs in cells as they enter and exist in this state, and these studies are also detailed. The ability of cells to resuscitate from the VBNC state and return to an actively metabolizing and culturable form is described, as well as the ability of these cells to retain virulence. Finally, the question of why cells become nonculturable is addressed. It is hoped that this mini-review will encourage researchers to consider this survival state in their studies as an alternative to the conclusion that a lack of culturability indicates the cells they are examining are dead.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권5호
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• pp.287-293
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• 2005

본 연구에서는 농업용 미생물제 수요의 증가에 따른 보다 안정한 미생물제 공급과 규격화된 품질 보증 및 미생물제 생산성 확대를 위하여 식품 산업에서 활용되고 있는 미생물제의 미세캡슐화 기술을 응용하여, 농업용 미생물제 캡슐화 소재선발 및 캡슐화 최적조건을 조사하고 생산된 미생물 캡슐제의 생균력과 안정성에 관하여 검토하였다. 본 실험의 캡슐화 장치는 extrusion 기법에서 주로 사용되고 있는 air atomizing device 대신 저속의 연동펌프를 이용한 micro-nozzle 방식을 설계하여 수행하였다. 농용 미생물의 캡슐화 소재선발을 위해 bead 형성이 용이하며 생균력을 안정적으로 유지할 수 있고 저렴한 비용으로 구입이 가능한 캡슐제를 조사한 결과 Na-alginate와 K-carragenan은 bead 형성이 우수하게 나타났으며 캡슐내 생균수는 $5.3-7.4{\times}10^7cfu\;g^{-1}$로 gellan gum과 locust bean gum 등에 비하여 6배 이상 높은 생균수를 나타냈다. Na-alginate의 경우 캡슐이 매우 단단하고 매끄러웠으며, K-carragenan보다 7배 이상 저렴한 것으로 조사되었다. 이상 농업용 미생물제의 캡슐화 소재로서 Na-alginate를 사용하는 것이 가장 효율적이고 경제적이라 판단되었다. 농업용 미생물제의 캡슐화를 위한 최적의 캡슐화 소재로 1.5% 농도의 Na-alginate에 1.0% starch와 같은 안정제를 혼합하여 사용할 경우 생균력을 유지하는 데 보다 안정적이었다. 최적조건에서 형성된 캡슐의 형태를 관찰한 결과 캡슐의 표면구조는 매끈하고 규칙 바른 구형을 나타내었으며, 내부 구조는 비교적 균일한 polymatrix를 형성하였 으며 부분적으로 큰 공극을 형성하였다. 미세 캡슐 내 미생물 생존력을 유지하기 위한 캡슐막의 효과를 나타낼 수 있는 안정제로 저렴한 가격으로 구입이 용이한 starch와 zeolite를 이용하여 생균력 증진효과를 검토하였다. 세균을 이용한 미생물 캡슐체의 경우 starch와 zeolite 모두 약 70-80% 생균력을 나타내었으며, 효모의 경우 starch를 안정제로 이용한 경우 67%의 생균력을 나타내었으나 zeolite를 안정제로 첨가한 경우 80% 이상의 높은 생균력 증진을 나타내었다. 이상의 결과로부터 미생물을 캡슐화 할 경우 무기재료인 zeolite를 첨가할 경우 장기간 생균력 안정성이 유지되는 것으로 나타났다.

• KSBB Journal
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• 제18권1호
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• pp.14-18
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• 2003

본 연구에서는 제지 슬러지를 이용한 SSF 공정에 L..paracasei KLB58을 적용하여 젖산과 더불어 생균제용 균체를 경제적으로 대량 생산하고자 하였다. KLB58의 배양온도와 섬유소 가수분해 효소인 $\beta$-glucosidase의 농도를 조절하여 최적의 생산 조건을 확인해 본 결과, 37$^{\circ}C$ 에서 2 unit/ml의 $\beta$-glucosidase를 첨가하여 배양하였을 때 최대의 젖산과 균체를 생산하였다. 또한 $\beta$-glucosidase를 포함하지 않아도 상대적으로 많은 양의 젖산과 균체를 생산하였으므로, 이에 대한향후 연구가 기대된다.

• 한국어병학회지
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• 제37권1호
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• pp.49-60
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• 2024

A viable but non-culturable (VBNC) state is a survival strategy adopted by bacteria when faced with unfavorable environmental conditions, rendering them unable to grow on nutrient agar while maintaining low metabolic activity. This study explored the impact of temperature and nutrient availability on inducing VBNC state in Edwardsiella piscicida, the most important bacterial fish pathogen, and assessed its pathogenicity at VBNC state. E. piscicida was suspended in filtered sterile seawater and exposed to three different temperatures (4, 10, and 25℃) to induce the VBNC state. Subsequently, the induced VBNC cells were subjected to resuscitation by either raising the temperature to 28℃ or inoculating them in brain heart infusion broth supplemented with 1% NaCl. A propidium monoazide (PMA)-qPCR method was also developed to selectively quantify live (VBNC or culturable) E. piscicida cells. The results showed that the bacteria entered the VBNC state after approximately 1 month at 4℃ and 25℃, and 2 months at 10℃. The VBNC E. piscicida cells were successfully revived within 3 days in a nutrient-rich environment at 28℃, highlighting the significance of temperature and nutrition in inducing and resuscitating the VBNC state. In pathogenicity tests, resuscitated E. piscicida cells exhibited high pathogenicity in olive flounder comparable to cultured bacteria, while VBNC cells showed no signs of infection, suggesting they are unlikely to resuscitate in fish. In conclusion, this study contributes to our understanding of fish pathogen ecology by investigating the characteristics of the VBNC state under varying temperature and nutrition conditions.

• 농업과학연구
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• 제49권4호
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• pp.795-807
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• 2022

The development and commercialization of industrial genetically modified (GM) organisms is actively progressing worldwide, highlighting an increased need for improved safety management protocols. We sought to establish an environmental monitoring method, using real-time polymerase chain reaction (PCR) and propidium monoazide (PMA) treatment to develop a quantitative detection protocol for living GM microorganisms. We developed a duplex TaqMan quantitative PCR (qPCR) assay to simultaneously detect the selectable antibiotic gene, ampicillin (AmpR), and the single-copy Escherichia coli taxon-specific gene, D-1-deoxyxylulose 5-phosphate synthase (dxs), using a direct cell suspension culture. We identified viable engineered E. coli cells by performing qPCR on PMA-treated cells. The theoretical cell density (true copy numbers) calculated from mean quantification cycle (Cq) values of PMA-qPCR showed a bias of 7.71% from the colony-forming unit (CFU), which was within ±25% of the acceptance criteria of the European Network of GMO Laboratories (ENGL). PMA-qPCR to detect AmpR and dxs was highly sensitive and was able to detect target genes from a 10,000-fold (10^-4) diluted cell suspension, with a limit of detection at 95% confidence (LOD_95%) of 134 viable E. coli cells. Compared to DNA-based qPCR methods, the cell suspension direct PMA-qPCR analysis provides reliable results and is a quick and accurate method to monitor living GM E. coli cells that can potentially be released into the environment.

• 한국식품영양학회지
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• 제6권3호
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• pp.208-210
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• 1993

In order to know the influences of heat treatment of yoghurt on pH, $\beta$-galactosidase and viable cells, yoghurt sample was made by general method with Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus thermophilus, and the changes in pH, $\beta$-galactosidase-activity and viable cell-count were determined during heating at 55$^{\circ}C$ and 7$0^{\circ}C$. The pH of yoghurt was not changed when the yoghurt was heated at 7$0^{\circ}C$, but at 55$^{\circ}C$ it decreased slightly. The stability of $\beta$-galactosidase was not affected markedly by heat treatment at 55$^{\circ}C$, but was rapidly inactivated at 7$0^{\circ}C$. The heat treatment of yoghurt at 55$^{\circ}C$ had the halb of viable cell in 1 hour, but the heat treatment at 7$0^{\circ}C$ had considerable effect on viable cell in 5 minutes.

• International Journal of Oral Biology
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• 제35권1호
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• pp.1-5
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• 2010

Human fibroblasts that maintain the structural integrity of connective tissues by secreting precursors of the extracellular matrix are typically cultured with serum. However, there are potential disadvantages of the use of serum including unnatural interactions between the cells and the potential for exposure to animal pathogens. To prevent the possible influence of serum on fibroblast cultures, we devised a serum-free growth method and present in vitro data that demonstrate its suitability for growing porcine fetal fibroblasts. These cells were grown under four different culture conditions: no serum (negative control), 10% fetal bovine serum (FBS, positive control), 10% knockout serum replacement (KSR) and 20% KSR in the medium. The proliferation rates and viabilities of the cells were investigated by counting the number of cells and trypan blue staining, respectively. The 10% FBS group showed the largest increase in the total number of cells ($1.09\;{\times}\;10^5\;cells/ml$). In terms of the rate of viable cells, the results from the KSR supplementation groups (20% KSR:64.7%; 10% KSR: 80.6%) were similar to those from the 10% FBS group (68.5%). Moreover, supplementation with either 10% ($3.0\;{\times}\;10^4\;cells/ml$) or 20% KSR ($4.8\;{\times}\;10^4\;cells/ml$) produced similar cell growth rates. In conclusion, although KSR supplementation produces a lower cell proliferation rate than FBS, this growth condition is more effective for obtaining an appropriate number of viable porcine fetal fibroblasts in culture. Using KSR in fibroblast culture medium is thus a viable alternative to FBS.

• KSBB Journal
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• 제13권3호
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• pp.251-258
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• 1998

Scutellaria baicalensis. G. 식물 세포의 현탁 배양에서 세포의 성장과 flavonoid glycosides 생산에 관한 구조적 성장 모텔 을 제안하였다 제안된 모델식은 현탁 배양의 형광을 측정함으 써 결정될 수 있는 세포 생존도와 세포 활동도 등플 세포의 생리학적 변수로서 고려하였다. 제안된 모델식에서는 세포의 상태에 따라 세포블 크게 생존 세포와 비생존 세포로 나누고 생존 세포를 분화 가능한 생존 세포와 비분화 생존 세포로 나누어 각 각의 모델을 구성하였다. 이 중 생존 세포 중량은 광섬유 형광 센서로 측정한 상대 형광 세가로부터 결정될 수 있었다. Flavonoid 배당체의 생산 속도는 분화 가능한 생존 세포와 바 분화 생존 세포에 의해 지배되며, 배양액의 삼투압에 의한 서l포 팽창과 세포내 생성불절의 방출은 비생존 세포에 의해 이루어진다고 가정하였다. 종속변수는 가칠농도(포도당), 세포 중량(건조 세포중량과 생체중량), 대사산물농도(flavone glycosides), 활동도와 생존도플 포함한다 Scutellaria baicalensis. G. 식물 세포 의 푹라스크 배양으로부터 모델과 실험결과가 잘 일치함을 알 수 있었다. 제시된 모델은 세포의 성장, flavone glycosides 및 중간매개체 합성을 예측할 수 있다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제33권6호
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• pp.537-544
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• 2008

세균의 검출에 있어서 polymerase chain reaction (PCR) 방법은 기존의 plate counting과 달리 빠르게 세균을 검출할 수 있다. 하지만 세균이 죽은 후에도 DNA는 장기간 존재할 수 있기 때문에, DNA에 기초한 분석은 살아있는 세균과 죽은 세균을 구분할 수 없다. 최근에 DNA extraction전에 propidium monoazide (PMA)를 처리하여 살아있는 세균만 선택적으로 검출하는 방법이 제시되었다. PMA는 손상된 세포막만 통과하여 죽은 세포의 DNA와 빛 노출 하에서 결합하여 PCR이 증폭되는 것을 막는다. Enterococcus faecalis는 근관치료의 실패에 있어서 중요한 원인이 되는 세균으로 제시되어 왔다. 그리고 chlorhexidine (CHX)은 E. faecalis의 제거에 있어서 효과적인 약제임이 밝혀졌다. 이번 실험의 목적은 세균 수의 측정에 있어서, PMA 처리와 real-time PCR 방법의 적용 가능성을 기존의 plate counting과 비교하여 알아보는 것이다. 또한 E. faecalis에 대한 2% CHX의 살균 효과를 PMA 처리 후 real-time PCR 방법을 사용하여 알아보는 것이다. 실험 방법으로 먼저 살아있는 세균과 죽은 세균을 다른 비율로 섞어서 PMA를 처리한 후 real-time PCR을 시행하여 PMA가 빛 노출 하에서 죽은 세균의 DNA와 결합하는 효과를 나타내는지 알아보았다. 다음으로 PMA 처리 후 realtime PCR 방법을 이용하여 살아있는 세균의 양을 측정한 것을 plate counting으로 얻은 CFU와 비교하였다. 마지막으로 2% CHX의 처리시간을 다르게 하였을 때 E. faecalis에 대한 살균 효과를 PMA 처리 후 real-time PCR 방법을 사용하여 알아보았다. 실험 결과로 살아있는 E. faecalis의 비율이 감소할수록 Ct value는 증가하였다. 그리고 PMA 처리 후 real-time PCR 방법을 이용하여 세균의 양을 측정한 것과 plate counting으로 얻은 CFU 사이에는 Optical density (OD) 값이 1.0일 때까지는 상관관계가 있었다. 하지만 OD 값이 1.5일 때는, PMA를 처리한 후 real-time PCR을 시행했을 때 측정된 살아있는 세균의 양이 감소하였음에 반해서 plate counting에 의한 CFU는 계속 증가하였다. 마지막으로 2% CHX을 오래 적용할수록 살아있는 E. faecalis의 상대적인 양이 감소하는 것을 PMA 처리와 real-time PCR 방법을 이용해 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제28권2호
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• pp.117-123
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• 2000

P. phosphoreum의 생존과 생체발광도는 온도에 의해 많은 영향을 받는다. 냉동 저장한 세포의 경우 glycerol의 보호 작용으로 세포농도와 생균수는 측정기간 동안 일정하게 유지된 반면 생체발광도는 glycerol 첨가 직후 급속히 감소하였으며, 저장 이후에도 감소된 생체발광도가 활성화되지 못하였다. 최적 생육온도인 $20^{\circ}C$의 경우 저장 초기 세포가 성장함에 따라 세포수의 증가를 보였으나 일정 시간 이후 세포 분해 현상으로 인하여 생균수 및 세포 집락수의 감소를 나타내었으며, 생체발광도는 저장 3일 이후 소멸되었다. 이와는 대조적으로 $4^{\circ}C$에 저장한 세포의 생체발광도는 저장 10일 동안 지속되어 가장 높은 생체발광 유지도를 나타내었으나 장기간 저온 저장으로 인하여 세포가 VBNC 상태에 돌입됨에 따라 총균수와 생균수는 일정한 반면 저장 10일 이후 세포 집락수의 급격한 감소를 나타내었으며, 저장 20일 이후 간균에서 구균으로 세포 형태상의 변화를 나타내었다. 이에 따라 세포 저장 시 접종원의 농도를 달리하여 VBNC 상태와 생체발광도의 관련성을 조사한 결과 VBNC 세포가 증가할수록 생체발광도의 감소를 나타내었다. 따라서 VBNC 세포를 감소시키기 위하여 세포를 고정화하여 저장한 결과 별도의 활성제 없이 실온에서 다시 활성화되어 고정화하지 않은 세포에 비해 2.3배 높은 생체발광유지도를 나타내었으며, 저온저장에 따른 platebility 소실과 세포 응축현상이 나타나지 않았다. 이러한 결과는 세포의 고정화 방법을 이용하여 $4^{\circ}C$에서도 세포의 생존 및 생체발광 유지도를 향상시킬 수 있으며, 동결 건조법의 단점을 보완해 줄 것으로 생각된다.