한국산업미생물학회 1999 년도 추계학술발표대회 및 바이오벤처 포럼 프로그램

학회자료 한국미생물생명공학회 ( 구 한국산업미생물학회 ) 1999 한국미생물생명공학회 학술발표초록집 Vol.1999 No.2

한국산 및 중국산 김치의 Bacteria 군집 분석 및 발효과정 중 Bacilli 포자 형성 규명

안두현 ( Doo Hyun An ),김혜림 ( Hye Rim Kim ),정도원 ( Do Won Jeong ),( Jane M. Caldwell ),이종훈 ( Jong Hoon Lee ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2014 한국미생물·생명공학회지 Vol.42 No.2

Bacteria 군집 차이를 이용한 신속한 한국산 및 중국산 김치 원산지 판별 가능성의 검토를 위하여 Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) 분석법을 적용하였다. T-RFLP 분석은 김치발효에 관여하는 주요 유산균의 빠르고, 재현성 있는 검출에는 효과적이었지만, 종(species) 수준에서의 미생물 확인에는 한계를 가지고 있어 한국산 및 중국산 김치에 특이적으로 존재하는 bacteria의 검출에는 부적합한 것으로 평가되었다. T-RFLP를 적용한 발효과정 중의 한국산 및 중국산 김치에 존재하는 bacteria 군집 천이 분석은 비슷한 양상으로 나타났고, Bacillus 속이 발효 후기까지 검출되었다. 또한 Bacillus 속은 발효 후기에 포자를 형성하는 것으로 확인되었다. Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) analysis was adopted to explore rapid differentiation in the diversity and dynamics of bacteria in kimchi made in Korea and China for future application in kimchi origin discrimination. TRFLP analysis supported the reproducible and rapid detection of major lactic acid bacteria known to be involved in kimchi fermentation. The taxonomic resolution level of this T-RFLP analysis was between the species and genus level, but was not specific enough for the detection of a bacterium found only in one origin, either Korea or China. The bacterial community structure successions in kimchi samples from Korea and China analyzed by T-RFLP analysis occurred with a similar pattern. Bacillus spp. which were not detected in the early microbial studies of kimchi were constantly detected until the late fermentation stage of kimchi in our T-RFLP analysis and their existence was proved by culture-based identification. Additionally, sporulation of Bacillus spp. during kimchi fermentation was discovered.

한국산업미생물학회 ; 생물공정 국제심포지움 및 1997년도 추계학술발표대회 프로그램

학회자료 한국미생물생명공학회 ( 구 한국산업미생물학회 ) 1997 한국미생물생명공학회 학술발표초록집 Vol.1997 No.2

미생물연료전지의 가축분뇨 처리 가능성 연구

김영화 ( Young Hwa Kim ),유영선 ( Young Sun Ryou ),최정은 ( Jung Eun Choi ),김세희 ( Se Hee Kim ),장재경 ( Jae Kyung Jang ),김종구,이성현 ( Sung Hyoun Lee ),강연구 ( Young Goo Kang ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2010 한국미생물·생명공학회지 Vol.38 No.4

본 연구는 미생물연료전지를 이용하여 액비를 처리하고 동시에 유용한 전기에너지 발생이 가능한지를 실험한 것이다. 탄소섬유전극(graphite felt)와 스테인레스 스틸망을 다른 비율로 충진한 single-chamber 미생물연료전지를 이용하였으며 탄소섬유전극보다 스테인레스망을 더 많이 충진한 미생물연료전지를 대조구(CMFC)로 하여 탄소섬유전극이 더많이 충진된 미생물연료전지(SMFC)와 서로 비교하였다. 농화 배양이 끝난 후, SMFC로부터 발생되는 전류는 3.167±80mg/L의 액비를 공급할 때 18 mA가 안정적으로 발생되었다. 이때 최대 전력밀도와 전류밀도는 각각 680 mW/m3와 3,770 mA/m3이었으며, CMFC의 전력밀도와 전류밀도보다는 높았다. 화학적산소요구량(COD)는 SMFC와 CMFC에서 3,718±80 mg/L에서 865±21과 930±14 mg/L로 감소하여 각각72.7%와 70.6%가 감소되었다. SMFC와 CMFC로부터 부유물질(SS)은 99% 이상이 감소되는 것을 확인하였다. 또한SMFC의 암모니아성질소, 질산성질소, 그리고 인산염인과 같은 영향물질 농도의 변화도 각각 65.4%, 57.5%, 그리고 73.7%이 감소되었으며 CMFC의 경우도 거의 유사한 제거율을 보였다. 이들 결과로부터 저가 재료가 충진한 미생물 연료전지를 이용함으로써 경제적 효과를 기대할 수 있음은 물론 가축분뇨로부터 적지만 전기 에너지가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. In this study the feasibility of simultaneous electricity generation and treatment of swine farm wastewater using microbial fuel cells (MFCs) was examined. Two single-chamber MFCs containing an anode filled with different ratio of graphite felt and stainless-steel cross strip was used in all tests. The proportion of stainless-steel cross strip to graphite felt in the anode of control microbial fuel cell (CMFC) was higher than that of swine microbial fuel cell (SMFC) to reduce construction costs. SMFCs produced a stable current of 18 mA by swine wastewater with chemical oxygen demand (COD) of 3,167±80 mg/L after enriched. The maximum power density and current density of SMFCs were 680 mW/m3 and 3,770 mA/m3, respectively. In the CMFC, power density and current density was lower than that of SMFC. CODs decreased by the SMFC and CMFC from 3,167±80 to 865±21 and 930±14 mg/L, achieving 72.7% and 70.6% COD removal, respectively. The suspended solid (SS) of both fuel cells was also reduced over 99% (4,533±67 to 24.0±6.0 mg/L). The concentration of nutritive salts, NH4 +, NO3 -, and PO4 3-, dropped by 65.4%, 57.5%, and 73.7% by the SMFC, respectively. These results were similar with those of CMFC. These results show that the microbial fuel cells using electrode with mix stainless-steel cross strip and graphite felt can treat the swine wastewater simultaneously with an electricity generation from swine wastewater.

한국 재래식 된장 발효중 관여 미생물이 생성하는 향기 성분

송재영(Jae Young Song),안철우(Cheol Woo Ahn),김종규(Jong Kyu Kim) 한국미생물생명공학회 1984 한국미생물·생명공학회지 Vol.12 No.2

한국 서해안에 서식하는 주황해변해면에서 분리된 해양세균 Microbulbifer sp.으로부터 생리활성물질 비올라세인의 규명

원남일 ( Nam-il Won ),이가은 ( Ga-eun Lee ),고기범 ( Keebeom Ko ),오동찬 ( Dong-chan Oh ),나양호 ( Yang Ho Na ),박진숙 ( Jin-sook Park ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2017 한국미생물·생명공학회지 Vol.45 No.2

오늘날 해양생물로부터 얻어진 미생물유래의 이차대사물질은 구조적, 생물학적으로 새로운 화합물의 주요한 자원이다. 그 중에서 해면동물과 미생물 관계는 생리활성 물질을 탐색하는데 가장 흥미있는 자원 중 하나로서 주목받아 왔다. 본 연구에서는 서해안 조간대에서 채집된 주황해변해면(Hymeniacidon sinapium)으로부터 분리된 세균 균주(Microbulbifer sp., 127CP-12)를 검토하였다. 배양된 세균은 자주색 색소를 생산하였으며, 색소생산의 최적 배양조건을 조사하였다. 최대 색소생산을 위한 미생물 배양조건은 25℃, pH 6.0, 3% NaCl임을 알 수 있었다. 추출용매는 에탄올과 메탄올에 비해 아세톤이 더 적절한 것으로 나타났다. 추출된 색소의 주요성분은 HLPC, NMR, MS, 그리고 UV 스펙트럼의 구조 분석을 통해 유용한 생리활성물질인 비올라세인으로 밝혀졌다. 본 연구는 해양미생물이 관여한 대사물질로부터 생리활성물질을 조사하는 연구기법을 서술함과 동시에 오늘날 변화하는 해양환경에서 해면동물과 미생물 관계의 생태학적 의의를 제시하고 있다. Microbial secondary metabolites of marine organisms are regarded as major sources of structurally and biologically novel compounds with numerous potential uses. Sponge-microbe associations are among the most interesting sources for exploring bioactive compounds. In this study, the bacterial strain Microbulbifer sp. (127CP7-12) was isolated from the Asian marine sponge Hymeniacidon sinapium collected at an inter-tidal zone on the west coast of Korea. Cultured bacteria produced a violet pigment, and optimal culture conditions for violet pigment production were investigated. Maximum production of the violet pigment from the strain culture was observed under the conditions of 25℃, pH 6.0, and 3% NaCl. Acetone provided better extraction of the pigment from fermented broth compared with ethanol and methanol. The proposed structure of the major component in the extracted crude pigment was determined via high-performance liquid chromatography, nuclear magnetic resonance, mass spectrometry, and UV spectra analyses, which showed that the metabolite was the promising bioactive compound violacein. This study describes the examination of marine bioactive materials from microbe-engaged metabolites and the ecological implica-tions of the sponge-microbe association in a changing ocean.

생물방제균 Pseudomonas fluorescens 2112의 고추 근권정착능과 Quorum-sensing 기능

정병권 ( Byung Kwon Jung ),김요환 ( Yo Hwan Kim ),김상달 ( Sang Dal Kim ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2013 한국미생물·생명공학회지 Vol.41 No.1

다기능 식물생장촉진근권세균(PGPR)인 P. fluorescens 2112 균주가 고추의 생물방제와 성장촉진에 긍정적인 영향을 주기 위해서는 생물막을 형성하여 근권에 정착하는 colonization이 필수조건이다. 따라서 근권정착능에 주요한 생물막 형성에 필요한 quorum sensing의 신호분자인 AHLs의 생산 유무를 조사한 결과, petri dish bioassay에서 AHLs를 생산하여 푸른색환을 형성하는 것을 확인할 수 있었으며 아울러 P. fluorescens 2112 균주의 생장곡선에서 대수증식기 중반에서 정체기 초반에 가장 많은 AHLs를 생산함을 확인하였다. 또한 탄소길이가 6개인 AHLs를 생산한다는 사실을 TLC bioassay를 통해 확인하였다. 그리고 고추의 뿌리 및 근권토양에서의 정착밀도를 Double layer filter paper와 Ahmad와 Baker 법으로 분석하여 확인하였다. 그 결과, 뿌리 상단과 말단에서 각각 3 × 105 CFU/g root와 8 × 103 CFU/g root로 확인되었으며, 근권토양에서 균주는 표면으로부터 가까운 1 cm 깊이에서는 3.5 × 106 CFU/g soil의 높은 밀도로 존재 하였으나, 먼 5 cm 깊이의 근권토양에서는 1.1 × 10 CFU/g soil의 낮은 밀도로 존재하였다. 그리고 주사전자현미경을 통해 고추 뿌리의 표피 및 말단에서 처리한 균주가 생물막 형태의 군집을 형성하는 것을 확인하였다. 결과적으로 P. fluorescens 2112 균주가 AHLs를 생산하여 quorum sensing이 이루어졌으며, 이로 인해 고추의 뿌리에 생물막과 유사한 군집을 형성하여 고밀도로 colonization이 일어났을 것으로 생각된다. 따라서 P. fluorescens 2112 균주의 특징인 다양한 항진균 물질과 auxin을 생산함과 동시에 colonization 을 통해 고추의 생육촉진이나 생물방제에 긍정적인 효과를 줄 수 있을 것이다. Biofilm formation of multifunctional plant growth promoting rhizobacterium (PGPR), Pseudomonas fluorescens 2112 is necessary for P. fluorescens 2112 to have a positive impact on the rhizosphere of red-pepper. This study investigated whether signal molecules of the quorum sensing AHLs are produced in order to confirm biofilm formative ability. Through the use of Petri dish bioassays a blue circle formed evidence of AHLs. It was confirmed that P. fluorescens 2112 produced six-carbon-chai -long AHLs by TLC bioassay. The bacterial density of P. fluorescens 2112 on the top and bottom of pepper plant roots was estimated as 3 × 105 and 8 × 103 CFU/g root, respectively. P. fluorescens 2112 exist more with high-density of 3.5 × 106 CFU/g soil at a depth of 1 cm but at a low-density of 1.1 × 10 CFU/g soil at a depth of 5 cm, from the surface of rhizosphere soil. In addition, biofilm formation of P. fluorescens 2112 on the epidermises and the tips of the red-pepper roots were confirmed visually by SEM. Thus, the production of AHLs by P. fluorescens 2112 brings about quorum sensing signaling and the formation of biofilm on the roots which has a positive effect on economically important crops such as red-pepper by additionally producing a variety of antifungal substances and auxin.

북극 스발바르 군도 중앙로벤 빙하 해안 지역의 토양 시료 내 메타지놈 기반 미생물 군집 분석

석윤지 ( Yoon Ji Seok ),송은지 ( Eun Ji Song ),차인태 ( In Tae Cha ),이현진 ( Hyunjin Lee ),노성운 ( Seong Woon Roh ),정지영 ( Ji Young Jung ),이유경 ( Yoo Kyung Lee ),남영도 ( Young Do Nam ),서명지 ( Myung Ji Seo ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2016 한국미생물·생명공학회지 Vol.44 No.2

최근 빙하의 융해로 인해 빙하 해안 지역에 다양한 토양 미생물과 초목들이 드러나고 있다. 본 연구에서는 북극 스발바르 군도 중앙로벤 빙하 해안 지역으로부터 Ion Torrent Personal Genome Machine(PGM)을 활용한 메타지놈 분석을 통해 세균(bacteria), 고균(archaea), 및 진핵생물(eukaryotes)를 포함하는 다양한 미생물 군집을 분석하였다. 연구에 사용된 토양시료는 빙하 후퇴에 따른 토양의 노출 시기에 따라 2개 지역(ML4 및 ML7)으로부터 수집하였다. ML4 및 ML7 시료의 메타지놈 염기서열을 기반으로 총 2,798,108 및 1,691,859 reads가 각각 미생물 군집 분석에 활용되었다. Domain (계) 수준에서 미생물 군집의 상대 빈도를 분석한 결과 2개 시료 모두 세균(86-87%)이 높은 반면 고균과 진핵생물은 1% 미만으로 존재하는 것으로 나타났다. 또한 약 12%의 염기서열은 기존에 분류되지 않은(unclassified) 서열로 분석되었다. 세균의 경우 Proteobacteria(40.3% for ML4 and 43.3%for ML7)와 Actinobacteria(22.9% and 24.9%)가 우점하는 것으로 분석되었다. 고균의 경우에는 Euryarchaeota(84.4% and 81.1%)및 Crenarchaeota(10.6% and 13.1%), 그리고 진핵생물의 경우에는 Ascomycota(33.8% and 45.0%)가 우점하는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 Ion Torrent PGM 플랫폼을 활용한 메타지놈 분석이 북극의 중앙로벤 빙하 해안 지역의 전체 미생물 군집 구조를 파악하는데 충분히 적용될 수 있을 것으로 사료된다. Recent succession of soil microorganisms and vegetation has occurred in the glacier foreland, because of glacier thawing. In this study, whole microbial communities, including bacteria, archaea, and eukaryotes, from the glacier foreland of Midtre Lovenbreen in Svalbard were analyzed by metagenome sequencing, using the Ion Torrent Personal Genome Machine (PGM) platform. Soil samples were collected from two research sites (ML4 and ML7), with different exposure times, from the ice. A total of 2,798,108 and 1,691,859 reads were utilized for microbial community analysis based on the metagenomic sequences of ML4 and ML7, respectively. The relative abundance of microbial communities at the domain level showed a high proportion of bacteria (about 86-87%), whereas archaeal and eukaryotic communities were poorly represented by less than 1%. The remaining 12% of the sequences were found to be unclassified. Predominant bacterial groups included Proteobacteria (40.3% from ML4 and 43.3% from ML7) and Actinobacteria (22.9% and 24.9%). Major groups of Archaea included Euryarchaeota (84.4% and 81.1%), followed by Crenarchaeota (10.6% and 13.1%). In the case of eukaryotes, both ML4 and ML7 samples showed Ascomycota (33.8% and 45.0%) as the major group. These findings suggest that metagenome analysis using the Ion Torrent PGM platform could be suitably applied to analyze whole microbial community structures, providing a basis for assessing the relative importance of predominant groups of bacterial, archaeal, and eukaryotic microbial communities in the Arctic glacier foreland of Midtre Lovenbreen, with high resolution.

이온성액체의 미생물, 생명화학공학에의 응용과 전망

하성호 ( Sung Ho Ha ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2013 한국미생물·생명공학회지 Vol.41 No.1

비휘발성, 비폭발성, 열적 안정성의 특성을 가지고 있는 이온성액체는 환경친화적인 용매이고, 또한 양이온과 음이온의 다양한 조합을 통해 사용 목적에 부합하는 이온성액체를 용이하게 합성할 수 있어 용매로서의 다양성으로 인해 청정용매, 촉매, 추출 및 분리, 전해질 등의 분야에서 다양하게 응용되고 있다. 이에 본 논문에서는 이온성액체에 대한 기본지식와 함께 현재 미생물생명화학공정에서 이온성액체가 용매로서 효과적으로 응용되고 있는 효소반응 분야, 단백질 재접힘 분야, 바이오매스 용해 및 활용분야에서의 최근 연구동향을 기술하였다. Ionic liquids (ILs) have been widely recognized as environmentally benign solvents. Their unique properties, including negligible vapor pressure, non-flammability, a wide liquid range and their tunable physicochemical properties by proper selection of cations and anions, make them attractive green solvents in a variety of fields such as organic synthesis/catalysis, extraction/ separation, and electrochemistry, amongst others. In this paper, the recent technological developments and their prospects in the application of ILs in microbiology and biochemical engineering, including enzymatic reactions, protein folding/refolding and biomass dissolution, are discussed.

해양 유래 미생물을 이용한 어류질병세균에 대한 항균활성 탐색

김동휘 ( Dong-hwi Kim ),박소현 ( So-hyun Park ),김지현 ( Ji-hyun Kim ),이해리 ( Hae-ri Lee ),허문수 ( Moon-soo Heo ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2017 한국미생물·생명공학회지 Vol.45 No.3

제주도 육상 양식장에서 주로 발생하는 어류 질병세균인 Edward tarda, Streptococcus parauberis, Photobacterium phosphoreum에 대한 피해를 줄이고 치료하고자 해양유래 미생물을 이용하고자 한다. 본 연구진은 제주 지역 4개 해역에서 해양유래 미생물을 8종 분리하였다. 분리 된 해양유래 미생물을 이용하여 항생제 디스크에 대한 감수성 확인을 한결과, Oxytetracycline과 penicillin에서만 약한 내성을 보일뿐 나머지 항생제 디스크에 대해선 감수성을 보였다. 해양 유래 미생물을 이용하여 어류질병에 대한 항균활성을 확인한 결과 E. tarda에 대해선 MD-02, MD-04, MD-06이 각각22 mm, 18 mm, 19 mm의 억제환이 나타났다. S. parauberis에 대해선 MD-01, MD-02, MD-04, MD-06이 각각 19 mm, 22 mm, 30 mm, 29 mm의 억제환이 나타났으며, P. Phosphoreum에 대해선 모든 해양 유래 미생물에서 항균활성을 보였다. 이 중 어류질병세균에 대하여 항균활성이 가장 좋으며 항생제에 감수성을 보이는 B. subtilis MD-02를 최종 선정하였다. B. subtilis MD-02의 배지조성은 탄소원에서는 Dextrine, 질소원에서는 Peptone, 무기염에서는 MgSO₄·7H₂O에서 생육이 가장 활발한 것을 확인하였다. 이에 따라 해양에서 분리된 B. subtilis MD-02는 어류질병균주에 대한 항균활성을 가지는 동시에 향후 치료제로써의 가치가 있다고 사료된다. The prevalence of infections due to pathogenic bacteria such as Edwardsiella tarda, Streptococcus parauberis, and Photobacterium phosphoreum in fish farms in Jeju Island and their management by marinederived biomaterials was studied. In this study, we isolated eight spices type of marine-derived biomaterials from four sea areas of Jeju Island. An antibiotic disc susceptibility test confirmed that the isolated marine-derived biomaterials showed weak resistance only to oxytetracycline and penicillin and sensitivity to the other antibiotics tested, and antimicrobial activity against fish pathogens with the inhibitory zone of 22 mm, 18 mm, and 19 mm for MD-02, MD-04, and MD-06 against E. tarda strains, respectively, and 19 mm, 22 mm, 30 mm, and 29 mm for MD-01, MD-02, MD-04, and MD-06 against S. parauberis strains, respectively, while all the marine-derived biomaterials showed antibacterial activity against P. phosphoreum. Among the eight biomaterials selected, Bacillus subtilis MD-02 displayed the greatest antibacterial activity against the three tested fish pathogens and also displayed susceptibility to antibiotics. The growth of Bacillus subtilis MD-02 was greatest with the carbon source, dextrine; nitrogen source, peptone; and mineral source, MgSO₄ ·7H₂O. Hence, the present study confirmed that the isolate B. subtilis MD-02 from Jeju Island could be a potential antimicrobial agent against fish pathogens and a potential pharma-cotherapeutic agent.