학술발표회 : 반추영양 ( 구두발표 ) ; Actinomyces sp . KNG 40 균주에서 유래하는 endo -β-1,4- glucanase 2 의 특성과 발현 조절 및 cellulose binding activity 에 관한 연구

조광근,민해기,우정희,이태훈,최윤재,하종규,한인규 한국동물자원과학회 ( 구 한국축산학회 ) 1994 한국축산학회 심포지움자료집 Vol.- No.-

조사료의 종류가 홀스타인 송아지 유선의 발달 , 반추위 돌기 및 성장률에 미치는 영향

조광근,최윤재,박영우,윤연화,한영근,윤상기,권웅기 한국영양사료학회 1999 韓國營養飼料學會誌 Vol.23 No.6

본 연구는 홀스타인 송아지에 대한 세 종류의 조사료가 유선조직, 반추위 유두, 번식성적 및 성장률에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 출생 후 4일된 송아지(42.9±0.9㎏) 24두를 무작위로 선발하여 출생 후 4∼44일까지 전유를 급여하다가 45일에 그룹 1은 볏짚, 그룹 2는 오차드 그래스, 그룹 3은 알괄파를 급여하였다. 또한 유선조직과 반추위의 발달을 측정하기 위하여 3, 9, 18개월령에 도달하였을 때 각 처리구의 송아지를 1마리씩 도살하였다. 알팔파를 급여한 그룹 3은 다른 처리구에 비하여 중체율이 높았으며, 그룹 2는 영양소 이용률과 번식성적이 높은 경향을 나타내었다. 반추위의 무게는 3개월령 도달시에는 그룹 3이 가장 무거웠으나, 9개월과 18개월령 도달시에는 그룹 2에서 가장 무거운 것으로 나타났다. 반추위의 유두 수는 유두의 성장과 함께 일반적으로 감소하는 경향을 나타내어 유두의 길이와 유두 수와는 서로 상대적인 관계를 나타내었다. 유선의 기능적 활성을 나타내는 RNA/DNA 함량은 3개월 시에는 그룹 3이 가장 낮은 경향을 보였으나 9, 18개월 시에는 반대로 가장 높은 경향으로 나타났으며, 유선세포의 크기를 나타내는 protein/DNA 함량은 18개월 시에 그룹 2가 가장 높은 경향을 보였다. 결론적으로 본 연구에서 볏짚은 반추위의 초기 발달을 촉진하고 알팔파와 오차드그래스는 성장과 번식성적을 증가시키며 또한 초기에 유선의 발달을 촉진시키는 것으로 나타났다. Twenty-four Holstein calves were used to evaluate the effects of three different forages on growth and reproductive performances, and ruminal papillary and mammary developments. Four-day-old Holstein calves weighing 42.9±0.9 ㎏ were randomly assigned to three forage groups of rice straw (group 1), orchard grass hay (group 2), and alfalfa (group 3). All calves received whole milk from day 4 through day 44. At 45 days of age, the animals were assigned at random to one of the three dietary treatments. When calves reached the ages of 3, 9, and 18 months, one calf in each group was sacrifced for evaluation of ruminal and mammary tissue developments. Calves of group 3 gained more body weight than those of other groups, while group 2 showed an effective nutrient utilization and reproduction performance. At 3 months, the stomach weight of group 3 was the highest, however, group 2 provided the highest stomach weight at 9 and 18 months. A remarkable reduction in papillae number was observed in the rumens of all 3- to 9-month-old heifers. A decrease in number of these papillae was observed in all groups exhibiting papillary growth. There was a reciprocal relationship between the number and the length of ruminal papillae. Among the 3-month-old calves, the functional activity (RNAI DNA contents) of the mammary glands of group 3 was lower than those of other groups, whereas the trend was opposite for 9- and 18-month-old heifers. The size of mammary cell (protein / DNA contents) was the greatest for group 2 at 18 months of age. The results suggest that rice straw stimulated earlier development of rumen. Alfalfa and orchard grass improved the growth, reproduction performance, and earlier development of mammary glands.

효모 세포벽으로부터 MANNOPROTEIN 과 β-GLUCAN 의 분리

조광근,최윤재,윤연화,문태현,김성찬,복진덕 한국영양사료학회 1999 韓國營養飼料學會誌 Vol.23 No.6

본 연구는 효모 세포벽으로부터 manoprotein과 β-glucan을 분리하는 방법을 확립하기 위하여 실시하였다. 효모로부터 분리된 manoprotein과 β-glucan은 동물의 면역기능을 강화시키는 기능성 가축용 면역증강제로 개발하기 위한 목적을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 목적을 달성하기 위하여 알칼리 추출 원리에 근거한 Catley의 방법 (Yeast, a practical approach, 1988, edited by Campbell and Duffus, IRL Press)을 변형하여 사용하였으며, 효모의 처리는 파쇄한 것과 파쇄하지 않은 것을 이용하여 manoprotein, β-glucan 및 protein 함량과 순도를 조사하였다. 세포건물로부터 추출된 세포벽 함량은 파쇄한 세포와 파쇄하지 않은 세포에서 각각 15.4%와 28.8%로 나타났으며, mannan의 함량은 파쇄하지 않을 경우 단백질을 제외한 mannan의 함량이 28.5%, 파쇄할 경우 52%로 나타나 mannoprotein은 파쇄된 효모에서 높은 추출율을 보였다. 효모세포벽으로 부터 추출된 mannan 순도에 있어서 파쇄된 효모와 파쇄되지 않은 효모에서 각각 97.6%와 77.6%로 나타나 파쇄할 경우 mannan의 추출 순도를 높이는 효과를 보였다. 그러나 glucan 추출율에 있어서는 파쇄할 경우와 파쇄하지 않은 경우 7.2%와 18.2%로 나타나 파쇄하지 않을 경우 추출율이 높게 나타난 경향을 보였으며, glucan의 순도는 70.8%와 71.7%로 비슷한 결과를 나타내었다. 따라서 본 연구에서 확립한 방법은 알칼리 용해성 glucan을 제외하였으므로 실제로 분리할 수 있는 glucan의 함량은 더 높을 것으로 생각된다. 결론적으로 본 연구에서 확립한 방법은 효모 세포벽으로부터 mannoprotein을 분리할 수 있는 효과적인 방법이라고 생각된다. In this study the extraction method of both mannoprotein and β-glucan was established from yeast cell wall fractions. From this method, both mannoprotein and β -glucan was used as an immune potentiator for domestic animals by activating the overall immune activity. Both mannoprotein and β-glucan were extracted from yeast cell wall fractions or total cell using basically Catley's method (Yeast, a practical approach, 1988, edited by Campbell and Duffus, IRL Press) with minor modification and simplification to be fit into an industrial application. With our modified extraction method. the extractable cell wall contents from mechanically broken cells and unbroken cells were 15.4% and 28.8%, respectively. Mannan contents of cell wall fractions from unbroken and broken cells were 28.5% and 52%, respectively, showing much higher extraction efficiency when the yeast cells were mechanically broken. Mannan contents extracted from cell wall fractions from unbroken and broken cells were 77.4% and 97.6%, respectively. For a higher purity of mannan, thus, it is necessary to break up the yeast cells. On the other hand, the extraction of glucan moiety was obtained 18.2% and 7.2% extraction rates from the cell wall preparation of unbroken and broken yeast cells, respectively, with similar sample purity in both samples (71.7%, 70.8%). In this study, alkali-extractable glucan was not included in the extraction process for the sake of simplicity necessary for the industrial application. However if this step is included in our modified protocol, the glucan yield will be significantly increased. In conclusion, the mannoprotein extraction method from yeast cell wall established in this study may be very effective and applicable in the industrial scale.

반추영양 2 ; Actinomyces sp . KNG 40 에 대한 endo -β-1,4- glucanase ( Endo -2 ) 유전자 cloning 및 E . coli 에서의 발현에 관한 연구

조광근,최윤재,민해기,우정희,이태훈,하종규 한국동물자원과학회 ( 구 한국축산학회 ) 1993 한국축산학회 심포지움자료집 Vol.- No.-

단위영양 ; 유선세포의 acinar cell culture 에 의한 유단백질 유전자의 발현에 관한 연구

조광근,최윤재,한인규 한국동물자원과학회 ( 구 한국축산학회 ) 1991 한국축산학회 심포지움자료집 Vol.- No.-

Next-generation probiotics, parabiotics 및 postbiotics

조광근,이승호,최인순,이상원,Cho, Kwang Keun,Lee, Seung Ho,Choi, In Soon,Lee, Sang Won 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.6

사람의 장내 미생물은 숙주의 대사 조절에서 중요한 역할을 한다. 장내 미생물 균총의 불균형은 비만, 대사 증후군과 밀접하게 병리학적, 생리학적 상호작용을 한다. A. muciniphila는 최근 인간의 대변에서 분리되었으며, 장내 미생물의 약 1-4%를 차지하는 우점균이다. A. muciniphila 유래 외막(external membran) 단백질 Amuc_1100과 세포외 소포(EVs)의 이용은 비만치료를 위한 새로운 전략이 될 수 있다. A. muciniphila는 비만과 같은 대사 장애치료를 위한 차세대 probiotics로 고려되고 있다. F. prausnitzii는 next-generation probiotic로서 건강한 성인의 경우 장내미생물 균총의 약 5%를 차지하며 성인 장 건강의 지표이다. F. prausnitzii는 butyrate-producing bacterium로서 항염증 효과를 나타내며, 면역 질환과 당뇨병 치료를 위한 next-generation probiotics로 기대된다. Postbiotics는 probiotics에 의해 분비되는 세포 상층액에 포함된 대사산물의 복잡한 혼합물이다. 반면, parabiotics는 probiotics를 불활성화 시킨 미생물 세포이다. Paraprobiotics와 postbiotics는 probiotics에 비해 명확한 화학구조(clear chemical structures)와 안전한 투여 용량(safety dose parameters), 장기간의 유통 기간(longer shelf life) 등 많은 장점을 가지고 있어서 probiotics를 대체할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 장 생태계의 불균형을 정상적으로 복원하기 위해서 장내 공생 박테리아(commensal bacteria) 중 next-generation probiotics (NGPs)를 사용하는 것이 가장 자연스런 방법이다. 따라서 next-generation probiotics 를 대상으로 parabiotics와 postbiotics와 같은 새로운 식품이나 약품으로 개발하는 것이 필요하다. Human intestinal microbiota play an important role in the regulation of the host's metabolism. There is a close pathological and physiological interaction between dysbiosis of the intestinal microflora and obesity and metabolic syndrome. Akkermansia muciniphila, which was recently isolated from human feces, accounts for about 1-4% of the intestinal microbiota population. The use of A. muciniphila- derived external membrane protein Amuc_1100 and extracellular vesicles (EVs) could be a new strategy for the treatment of obesity. A. muciniphila is considered a next-generation probiotic (NGP) for the treatment of metabolic disorders, such as obesity. Faecalibacterium prausnitzii accounts for about 5% of the intestinal microbiota population in healthy adults and is an indicator of gut health. F. prausnitzii is a butyrate-producing bacterium, with anti-inflammatory effects, and is considered an NGP for the treatment of immune diseases and diabetes. Postbiotics are complex mixtures of metabolites contained in the cell supernatant secreted by probiotics. Parabiotics are microbial cells in which probiotics are inactivated. Paraprobiotics and postbiotics have many advantages over probiotics, such as clear chemical structures, safe dose parameters, and a long shelf life. Thus, they have the potential to replace probiotics. The most natural strategy to restore the imbalance of the intestinal ecosystem normally is to use NGPs among commensal bacteria in the gut. Therefore, it is necessary to develop new foods or drugs such as parabiotics and postbiotics using NGPs.

사람과 동물에서 대변 미생물의 이용

조광근,김성학,박서영,이정민,조소영 경상대학교 농업생명과학연구원 2020 농업생명과학연구 Vol.54 No.1

장내 미생물과 숙주의 면역시스템은 상호 조절을 통해서 공진화 되어 왔다. 미생물은 부분적으로 대사물질을 생산하여 숙주 면역시스템을 조절한다. 면역세포는 대사 특이적인 수용체로서 P2X7, GPR41, GPR43, GPR109A, AhR, PXR, FXR, TGR5 등을 발현한다. 대변 은행은 rCDI 환자 치료를 위해 2013년부터 세계 각국에서 설립되고 있으며, 2017년 유럽에서 기증자 선발, 대변 준비, 대변 전이와 임상 관리, FMT 센터 운영을 위한 기본 요소 기준에 대하여 실무 중심의 의견 보고서를 발표하였다. CDI를 제외한 다른 질병 치료를 위한 FMT의 이용은 미국 식품의약국(FDA)으로부터 시험용 신약(IND) 승인을 받아야 한다. 따라서 FMT는 항생제로 제거가 불가능한 CDI 치료를 위하여 임상 실무에서 이용이 증가하고 있다. 비만에 대한 FMT 이용은 쥐에 대한 결과가 대부분이며, 비만쥐에서 Bacteroidetes가 감소하고 Firmicutes가 증가하였다. 동물의 생산성 향상을 위하여 사람 FMT의 표준 방법을 이용할 수 있다. 동물에서는 대변 미생물의 구강 투여가 적절한 방법이며, 동물 산업의 잠재적 대규모 수요를 충족시키기 위해서 품종에 따른 대변 은행의 설립이 필요하다. Commensal microbes and the host immune system have been co-evolved through mutual regulation. Microorganisms regulate the host immune system in part by producing metabolites. Immune cells express metabolite-specific receptors such as P2X7, GPR41, GPR109A, AhR, PXR, FXR and TGR5. The faeces bank was established worldwide in 2013 for the treatment of recurrent C. difficile infection (rCDI) patients. Moreover, in 2017 internationally standardized recommendations about donor selection, preparation of faecal material, clinical management, faecal delivery and basic requirements for implementing FMT centers was established as an evidence-based consensus reports. The use of FMT for the treatment of diseases except rCDI is subject to investigational new drug (IND) approval permit according to the US Food and Drug Administration (FDA). Therefore, FMT is being increasingly used in clinical practice for the treatment of CDI, which is untreatable by antibiotics alone. The FMT has been used largely for the treatment of obese rats, in which Bacteroidetes decreased and Firmicutes increased in obese rats. The standard methodology of human FMT can be used to improve productivity in livestock. In animals, oral administration of faecal microbes is the optimal method of FMT, and to meet the potential large-scale requirement of the animal industry, establishment of the faeces bank for each animal species is that to be necessary.

Pichia pastoris(Methylotrophic Yeast)를 이용한 항균성 양이온 펩타이드의 발현

조광근,최윤재,복진덕,이강우,곽성욱,우정희,성창근 한국동물자원과학회 2001 한국축산학회지 Vol.43 No.4

Antimicrobial cationic peptides have been received increasing attention as natural antibiotics for their broad spectrum of antimicrobial activities and remarkably low cytotoxicity against normal mammalian cells. Pichia pastoris, a methylotrophic yeast, is an outstanding host for high degree of heterologous gene expression. Four candidates of antimicrobial cation peptides (CPs; Lactofemicin, Magainin, Protegrin-1 and Indolicidin) were expressed using pPIC9K-MPM vector containing AOXI promoter and MPM (modified Promagainin) as an acidic fusion partner. The MPM-CPs were expressed and induced by methanol induction method. The cell extracts, solubilized, were subjected to cyanogen bromide cleavage. SDS-PAGE (16.5% tricine) analysis showed the size of Protegrin-1 at 2.1kDa and of Indolicidin at 1.4kDa. The antimicrobial activity of Protegrin-1 or Indolicidin gene integrated transformant was observed by measuring clearing zones on 1% bacto-peptone agar plate against Gram-negative bacteria Escherichia coli XL-1 blue (10^5 CFU/㎖) or Gram-positive bacteria Staphylococcus aureus (10^5 CFU/㎖).

제1회 대학원생 Poster 발표회 초록 : Actinomyces sp . KNG 40 균주의 분리 동정과 endo - β - 1,4 - glucanase 유전자의 molecular cloning 및 생화학적 특성에 관한 연구

조광근,민해기,최윤재,하종규,한인규 한국영양사료학회 1994 `94 기술세미나 및 학술발표회 Vol.- No.-

CRISPR/Cas9 유전자 편집 기술과 돼지에서 응용

조광근,박서영 경상대학교 농업생명과학연구원 2021 농업생명과학연구 Vol.55 No.4

새롭게 부상하는 CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)/Cas (CRISPR-associated protein) 9 유전자 편집 기술은 장기 이식(organ transplantation)과 같은 생의학 연구(biomedical research)와 동물 산업에 대한 전통적인 접근 방식을 빠르게 변화시키고 있다. 돼지 생식 및 호흡기 증후군 바이러스(porcine reproductive and respiratory syndrome virus; PRRSV)와 전염성 위장염 바이러스 (transmissible gastroenteritis coronavirus; TGEV)는 돼지 산업에 막대한 경제적 손실을 초래하는 치명적인 바이러스이다. 바이러스의 숙주 수용체 단백질 CD163과 pAPN에 대한 이중 유전자 녹아웃(double knock-out; DKO) 돼지는 PRRSV와 TEGV에 내성을 나타내었으며, 정상(wild-type; WT) 돼지와 비교할 때 성장과 생식 특성의 차이가 없었다. 이러한 결과는 경제 동물 돼지에 CRISPR-Cas9 매개 유전자 편집 기술을 적용하여 바이러스 저항성 유전자 변형에 의한 품종 개량이 달성될 수 있다는 것을 보여주며, 질병 저항성 돼지 생산을 위한 육종 시작점을 제공한다. 종간 배반포 보완(interspecies blastocyst complementation)은 이종 만능 줄기세포 유도체(xenogenic pluripotent stem cell derivatives)의 장기 특이적 생산(organ-specific enrichment)을 가능하게 한다. CRISPR-Cas9 매개 접합자 유전자 편집(CRISPR-Cas9-mediated zygote gene editing)을 이용하여 췌장 생성(pancreatogenesis), 신장 생성(nephrogenesis), 간 생성(hepatogenesis) 및 혈관 생성(vasculogenesis)이 불가능 생쥐 숙주를 만들었으며, 이러한 숙주와 배반포 보완 플랫폼을 결합하여 키메라를 만들었다. 또한 돼지와 소 같은 유제류(ungulate)의 섬유아세포(fibroblasts)를 이용하여 CRISPR-Cas9 매개 유전자 편집과 체세포 핵 치환(somatic cell nuclear transfer) 과정을 거쳐 복제 배아(genome-edited cloned embryos) 를 생산하였다. 복제 배아의 1차 배양 섬유아세포(primary cultured fibroblasts)를 재복제하여 배반포 보완을 위한 숙주 배아로 이용하였다. CRISPR-Cas9 유전자 편집 기술과 종간 배반포 보완 플랫폼 전략의 조합은 유전자 변형 돼지를 생산하는 데 유용하다. 본 논문에서는 CRISPR/Cas9 유전자 편집 기술과 배반포 보완 플랫폼, 질병 저항성(disease resistance) 돼지, 이종장기이식(xenotransplantation) 목적의 키메라 생산을 소개하고자 한다. The emerging CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)/Cas (CRISPR-associated protein) 9 gene editing technology is rapidly changing the traditional approach to biomedical research and animal industry such as organ transplantation. Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) and infectious gastroenteritis virus (TGEV) are lethal viruses that cause major economic losses to pig production. The double gene knockout (DKO) pigs against these viral receptor proteins CD163 and pAPN showed resistance to PRRSV and TEGV, and there were no differences in meat production and reproductive performance traits compared to wild-type (WT) pigs. These results show that breeding by viral resistance genetic modification can be achieved by applying CRISPR-Cas9 mediated gene editing technology to economic animal pigs, providing a breeding starting point for the production of disease-resistant pigs. Interspecies blastocyst complementation enables organ-specific enrichment of xenogenic pluripotent stem cell derivatives. CRISPR-Cas9-mediated zygote gene editing was used to create a mouse host incapable of pancreatogenesis, nephrogenesis, hepatogenesis and vasculogenesis. Chimera was created by combining this host with a blastocyst complementation platform. In addition, using fibroblasts from ungulates such as pigs and cows, genome-edited cloned embryos were produced. Primary cultured fibroblasts were used for generating cloned embryos as the host embryos for blastocyst complementation. The combination of CRISPR/Cas9 gene editing technology and an interspecies blastocyst complementation platform strategy is particularly useful for generating genetically modified pigs. Therefore, this review paper introduces CRISPR/Cas9 gene editing technology, interspecies blastocyst complementation platform, disease resistance pigs, and human-pig chimera production for xenotransplantation purposes.