극지 바이오신소재 상용화 구축 사업

김일찬(Il-Chan Kim),김기태(Kitae Kim),김진형(Jin-Hyoung Kim),이준혁(Lee, Jun Hyuck) 극지연구소 2023 극지연구소 연보 Vol.- No.-

남극장보고과학기지

김일찬(Kim, Il chan) 극지연구소 2022 극지연구소 연보 Vol.- No.-

요각류 Paracyclopina nana Acetate Kinase의 클로닝 및 대장균에서의 발현

정상운,서정수,이영미,박태진,김일찬,박흠기,이재성,Jung Sang-Oun,Seo Jung Soo,Lee Young-Mi,Park Tae-Jin,Kim Il-Chan,Park Heum Gi,Lee Jae-Seong 한국미생물학회 2005 미생물학회지 Vol.41 No.3

요각류 Paracyclopina nana Acetate Kinase를 클로닝하였다. 전체 open reading frame은 1,200 bp이었으며, poly(A) signal sequence가 ORF에 내재되어 있었다. 분자계통학적 분석결과 P. nana acetate kinase 유전자는 진핵생물계 곰팡이류인 Aspegillus와 같은 branch를 형성하였고, P. nana acetate kinase가 다른 원핵미생물들의 acetate kinase와는 구별되며 fungi와 같은 branch에 존재하는 것을 확인하였다. 또한, E. coli를 이용하여 원핵세포 발현벡터를 이용한 단백질 발현 유도를 통하여 P. nana acetate kinase 단백질 분자량이 약 50 kDa에 이르는 것을 확인하였다. 이 자료는 본 요각류와 다른 생물의 acetate kinase 단백질의 생화학적 특성비교에 유용하게 쓰이리라 사료된다. The acetate kinase gene from the copepod Paracyclopina nana was cloned. The open reading frame (ORF) was 1,200 bp, and poly(A) signal sequence was located in the end of the ORF. After the molecular phylogenetic analysis of P nana acetate kinase gene, it was revealed that it formed the same branch with that of Aspergillus. Also P. nana acetate kinase showed the difference with those of other prokaryotic microorganisms but showed the same clade with those of fungi. We also confirmed that the recombinant protein of P. nana acetate kinase made approximately 50 kDa after expression of recombinant gene construct in E. coli. This may be useful to compare this protein to those of other organisms in biochemical characteristics.

히말라야의 토양 곰팡이, Preussia sp. 배양액으로부터 추출된 화학 성분들 및 항 염증 활성

윤의중,서승석,임정한,김일찬,한세종,Youn, Ui Joung,Seo, Seung Suk,Yim, Jung Han,Kim, Il Chan,Han, Se Jong 한국미생물학회 2018 미생물학회지 Vol.54 No.1

히말라야산의 동토에서 발견된 Preussia sp.로부터 신규 벤조산 유도체 benzyl 2,4-di(benzyloxy)benzoate (1)와 6개의 알려진 화합물들(2-7)이 분리되었다. 신규물질 및 다른 화합물들의 구조는 1D-와 2D NMR실험 및 문헌값과의 비교에 의하여 결정되었다. 화합물 2-7은 동 속 및 Sporormiaceae과에서 처음으로 얻어졌다. 분리된 물질들은 쥐의 대식세포 RAW 264.7 cells에서 lipopolysaccharide (LPS) 처리에 의하여 유도된 nitric oxide (NO)의 생성량 억제를 측정하였다. 화합물 1번과 2번은 100 mg/ml의 농도로 처리했을 때 LPS에 의하여 유도된 NO 생성량을 각각 50.7% 및 88.5%까지 억제하는 것을 보였다. A new naturally occurring benzoic acid derivative, benzyl 2,4-di(benzyloxy)benzoate (1) and six known compounds (2-7) were isolated from the fungus, Preussia sp. found in frozen soil of the Himalaya Mountain. The structures of the new compound, together with the known compounds were determined by 1D-and 2D-NMR experiments, as well as comparison with published values. In addition, to the best of our knowledge, the known compounds 2-7 were isolated for the first time from the genus Preussia and the family Sporormiaceae. The isolates were evaluated for cancer chemopreventive potential based on their ability to inhibit nitric oxide (NO) production induced by lipopolysaccharide (LPS) in mouse macrophage RAW 264.7 cells in vitro. Compounds 1 and 2 inhibited NO production by 50.7% and 88.5% at a concentration of 100 mg/ml, respectively.

남극, 킹조지섬, 세종과학기지 연안에 우점하는 남극암치아속 어류 두 종의 길이와 무게의 관계

박현 ( Hyun Park ),김일찬 ( Il-chan Kim ),강승현 ( Seunghyun Kang ),김보미 ( Bo-mi Kim ),한동원 ( Dong-won Han ),김진형 ( Jin-hyoung Kim ) 한국어류학회 2017 韓國魚類學會誌 Vol.29 No.2

남극 연안에 우점하는 남극암치아목과, 암치아목속 어류 두 종 (Notothenia coriiceps와 Notothenia rossii)의 전장과 무게의 관계를 조사하였다. 어류는 2017년 1월에 남극 킹조지섬에 위치한 세종과학기지 연안에서 낚시로 채집되었다. 총 30마리가 채집된 N. coriiceps의 평균 전장은 266.0mm였고, 7마리가 채집된 N. rossii의 평균전장은 275.4mm이었다. 평균 무게의 경우 N. coriiceps는 283.1 g이었고, N. rossii는 290 g이었다. 전장과 무게의 관계를 조사한 결과, 두 종 모두 양의 상대성장 값 (b>3)을 보였다. 본 조사에서 얻은 남극 연안에 우점하는 두 종의 크기 자료는 남극 해양생물의 환경적응 기작과 생물학적 대사과정을 이해하기 위한 관련 생리 연구를 수행하는 데 있어서, 좋은 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. Length and weight relationship (LWR) for dominant Antarctic fishes was determined in two species of the family Nototheniidae; black rockcod (Notothenia coriiceps) and marbled rockcod (Notothenia rossii). Samples were caught in the offshore sea around King Sejong station located on King George Island, Antarctica in January, 2017. A total of 30 N. coriiceps and 7 N. rossii were caught by fishing rod and hook. Average total length was 266.0 mm for N. coriiceps and 275.4 mm for N. rossii. Average total weight was 283.1 g for N. coriiceps and 290 g for N. rossii. In terms of LWR and b value, the results showed that both two species had positive allometries (b>3) in good health. This size information of two dominant Antarctic fishes would be useful for future physiological studies to understand of adaptation mechanism and biological pathway of Antarctic marine organisms.

극지유래 저온활성 Chitinase 생산균주의 스크리닝과 Chitinase 유전자 클로닝

박유경,김정은,이형석,김지현,박하주,김덕규,박미라,임정한,김일찬,Park, Yu Kyung,Kim, Jung Eun,Lee, Hyoungseok,Kim, Ji Hyun,Park, Ha Ju,Kim, Dockyu,Park, Mira,Yim, Joung Han,Kim, Il-Chan 한국미생물학회 2012 미생물학회지 Vol.48 No.4

극지의 다양한 환경으로부터 분리되어 극지연구소 PAMC(Polar and Alpine Microbial Collection)에 보관중인 169개 균주들을 0.4% colloidal chitin이 첨가된 ZoBell 고체배지에서 배양하여 chitinase 활성을 균주 27개를 선별하였다. 그 중 PAMC 21693 균주는 저온에서 pNP-$(GlcNAc)_1$를 기질로 사용했을 때 가장 큰 활성을 보였고, $4-37^{\circ}C$의 온도 범위 중 $4^{\circ}C$에서 가장 높은 개체수 증가율을 보였다. PAMC 21693의 chitinase 유전자를 클로닝한 결과 2,619 bp의 ORF를 포함하는 총 2,857 bp의 염기서열을 확보하였다. 대장균에서 chitinase 유전자의 재조합 단백질을 발현한 결과 분자량 96 kDa의 재조합 단백질을 확인할 수 있었다. 본 논문에서는 극지 미생물 유래 저온활성 chitinase들의 생물공학 분야에서의 이용가능성을 제시하였다. Of the 169 strains of microorganisms stored in Polar and Alpine Microbial Collection of Korea Polar Research Institute, 27 strains were selected for their chitinase activity on ZoBell plates supplemented with 0.4% colloidal chitin. Among them, PAMC 21693 strain have shown the highest chitinolytic enzyme activity toward pNP-$(GlcNAc)_1$ at low temperature and the highest growth rate at $4^{\circ}C$. We cloned a full-length chitinase gene of 2,857 bp which contains an open reading frame of 2,169 bp encoding 872-amino acid polypeptide. Recombinant chitinase protein was expressed in E. coli and its molecular weight was confirmed 96 kDa. In this paper, we suggest the potential use of cold-active chitinase from polar microorganisms in the field of biotechnology.

어류 metallothionein 유전자 : Conserved primer를 이용한 증폭 및 염기서열 분석 Amplification with Conserved Primers and Sequence Analysis

김일찬,김영자,김문규,윤용달,이재성 한국어류학회 2003 韓國魚類學會誌 Vol.15 No.3

수계 환경 오염이 어류에 미치는 영향을 조사하기 위해, 여러 종류의 어류(풀망둑 Acanthogobius hasta; 조피볼락, Sebastes schlegeli;동사리, Odontobutis platicephala;송사리, Oryzias latipes)에서 중금속 오염에 민감하게 반응하는 metallothionein(MT) 유전자를 polymerase chain reaction(PCR)을 이용하여 증폭하였고, 이들의 염기서열을 분석하였다. 조사한 대다수의 어류에서 MT 유전자를 특이적으로 증폭할 수 있었지만, 송사리의 경우 비특이적으로 증폭된 band도 있었다. 본 논문에서는 환경오염의 실험동물로 쓰일 수 있는 종을 중심으로 MT유전자를 증폭하였고 모든 어종에서 MT 유전자의 증폭이 이루어지지 않았으나, 다양한 목에서 같은 conserved primer로 MT유전자가 증폭될 수 있음을 보여 주었다. To investigate the effect of heavymetal contamination in aquatic environments, we amplified and sequenced the metallothionein (MT) gene, a sensitive biomarker, in some fishes. In most of the species tested (medaka, Oryzias latipes; javeline goby, Acanthogobius hasta; black rockfish, Sebastes schlegeli), we cloned the MT gene with a single band, but in a few cases (e.g., medaka), it was difficult to get the specific band for the MT gene. The fish MT gene was isolated with emphasis on several fish species that are candidates for environmental toxicology testing, but in a few cases, it was not successful. However, the PCR primers for this fish-specific MT gene worked properly even among fishes of different phylogenetic orders, although it did not always specifically amplify the MT gene.

한국산 어류 미토콘드리아 DNA의 분자계통학적 이용 및 보존

김영자,김일찬,이세영,이완옥,조용철,이재성 한국육수학회 2003 생태와 환경 Vol.36 No.3

종다양성 규명을 위한 계통분류학적 연구는 원시형질의 상동성에 근거한 기존의 형태형질과 효율적인 새로운 분자계통분류학적 연구방법이 병행된다면 좀 더 정확한 분류 및 계통을 추적하는데 객관적인 결론을 제시할 수 있을 것이다. 현재 활발히 연구되고 있는 미토콘드리아 DNA를 이용한 분자계통분류학적 연구는 기존의 형태적 특징을 근간으로 한 계통분류를 재검토할 뿐 아니라 계통진화학상 조상과 자손과의 관계를 유추하는데 새로운 가설을 세울 수 있는 토대를 제공하는 기초자료로서 이용될 수 있다. Phylogenetic studies would clarify the diversity of fishes if the morphological analysis based on plesimorphy characters combined with new genetic analysis on molecular level, inferring more accurate and objective phylogeny and the taxonomy. Current molecular phylogenetic approach using mitochondrial genome provides the framework for a new hypothesis not only inferring the relationships between ancestor descendants but raveling the intra-, interspecies variation.

어류를 이용한 내분비계 장애물질 검출 및 Biomarker로서 Vitellogenin의 이용

윤석주,김일찬,윤용달,이재성 한국육수학회 2003 생태와 환경 Vol.36 No.2

어류 vitellogenin은 난황전구체로 난형성과정동안에 estradiol의 체내 순환에 의해 암컷의 간에서 생산되며 alkylphenol류와 같은 비이온성 계면활성제 등의 내분비계 장애물질에 의해 수컷에서도 생산된다. 물 환경의 주요 생물종인 어류는 내분비계장애물질에 의해 암컷에서는 번식률 저하와 함께 수컷에서는 정소의 축소 및 이에 따른 암컷화가 관찰된다. 특히 수컷에서 내분비계 장애물질에 의해 유도된 vitellogenin의 생성을 이용하여 환경오염에 의해 유도된 생물체의 유전자 발현 변화 뿐만 아니라 이를 토대로 특정지역의 환경오염을 모니터링할 수 있다. 본 논문에서는 어류의 vitellogenin를 이용하여 수환경의 내분비계장애물질의 검출과 환경오염 모니터링을 위한 biomarker로서의 유용성을 검토하였다. Fish vitellogenin produces in female liver during oogenesis through estradiol cycle, and produces even in male liver by endocrine-disrupting chemicals (EDCs) such as alkylphenols. The resulting effects of EDCs lead to the low fecundity of female and the feminization (eg. shrinkage of testis) in male. Especially, the production of vitellogenin in male indicates the environmental contamination of EDCs, resulting in the modulation fo gene expression profiles and the monitoring of environmental contamination at specific area. In this paper, we suggest that fish vitellogenin is useful for biomonitoring for environmental contamination and would be substantially useful as a biomarker for a detection of EDCs in aquatic environment.

수서 환경독성 평가와 어류 Cytochrome P450 1A(CYP1A) 유전자

윤석주,김일찬,윤용달,이재성 한국환경생물학회 2003 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.21 No.1

CYP1A 유전자는 cytochrome P450 약물대사효소에 속하며 다이옥신 등의 내분비계 장애물질에 의해 농도 의존적으로 유도되어 환경오염물질에 의해 유도되는 특성을 이용하여 환경오염물질에 대해 반응하는 생물체의 유전자 발현 변화 뿐만 아니라 이를 토대로 특정지역의 환경오염에 관한 정보를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 수서환경오염과 관련하여 CYP1A 유전자의 응용성을 다 각도로 논의하였다. The CYPlA gene is one of Cytochrome P450 drug-metabolizing enzymes with dose-dependant manner of gene expression and is useful to get the information of alterations on gene expression upon environmental contaminants as well as the biomarker of environmental contamination at the specific places. In this report, we further discuss the usefulness of CYPlA gene in relation to aquatic environmental contamination at several aspects.