자연에서 살고 있는 육식동물이나 해양생물들은 자신들의 후각 시스템(odor system)을 사용해서 사냥감을 추적할 수 있다. 그 중 토양을 주거지로 하는 박테리아 섭식자(bacterivore)인 Caenorhabditis elegans은 척주동물과 흡사한 후각 시스템을 가지고 있어 박테리아의 위치를 파악하는 등의 신경 세포를 활용할 수 있다. C. elegans는 유인(attraction)되거나, 혐오감 그리고 적응과 같은 냄새 관련 행동을 보이지만, 이러한 행동의 생태학적 중요성은 밝혀지지 않았다. 식품 미생물학과 유전학의 조합을 활용하여 부패하는 ...
자연에서 살고 있는 육식동물이나 해양생물들은 자신들의 후각 시스템(odor system)을 사용해서 사냥감을 추적할 수 있다. 그 중 토양을 주거지로 하는 박테리아 섭식자(bacterivore)인 Caenorhabditis elegans은 척주동물과 흡사한 후각 시스템을 가지고 있어 박테리아의 위치를 파악하는 등의 신경 세포를 활용할 수 있다. C. elegans는 유인(attraction)되거나, 혐오감 그리고 적응과 같은 냄새 관련 행동을 보이지만, 이러한 행동의 생태학적 중요성은 밝혀지지 않았다. 식품 미생물학과 유전학의 조합을 활용하여 부패하는 감귤류 과일(rotting citrus fruit)에 있을 수 있는 C. elegans와 유산균(lactic acid bacteria)의 포식자와 먹이 사이의 관계를 규명한 연구로, 유산균은 citrate를 이용한 물질대사를 통해 발효된 부산물로서 휘발성 냄새를 가진 diacetyl을 생산해 낸다. C. elegans는 citrate media나, 혹은 흔히 유자(yuzu)로 알려진 동아시아 원산 과일인 citrus medica에서 자랐을 때 유산균에 유인된다는 것을 보여주었으며, 이 유인(attraction)은 diacetyl 냄새 수용체(odor receptor)인 odr-10에 의해 중재되는 것을 확인하였다. 우리는 부패한 유자(yuzu)에서 야생 유산균과 C. elegans와 관련된 야생의 선충(nematode)을 분리하였고, 야생의 선충은 유산균이 배출한 2,3-butanedione(diacetyl)에 유인된다는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 C. elegans의 후각 반응의 생태학적 기능뿐만이 아니라 자연의 생태학적 현상의 분자유전학적 기반의 더 큰 이해에 기여할 것이다. 추가 미생물 연구 중 분리된 유산균 중 D5는 표준균주(type strain)인 Lactobacillus plantarum KCCM40013 보다 다양한 효소활성을 가지고 있는 것으로 확인하였다. 종(species)의 확인이 분명하지 않은 미생물의 동정을 위해 위하여 VITEK MS MALDI-TOF mass spectrometry system를 이용하였다. 그 결과 시스템의 기존 라이브러리의 균주와 해당이 되는 표준균주인 Lactobacillus plantarum KCCM40013은 Lactobacillus plantarum (99.9%)으로 동정이 된 반면, Lactobacillus sp. D4와 Lactobacillus sp. D5는 동정이 되지 않는 것으로 알 수 있었다. 이것은 미 동정된 균주의 시스템상의 데이터 부족으로 인한 결과로 판단되며, 이 두 균주에 대해서는 유전형(genotype) 그리고 표현형(phenotype)의 연구를 활용한 추가 연구가 필요하다고 사료된다. C. elegans의 섭취 미생물은 분석한 결과 Arthrobacter arilaitensis와 Enterobacter sp.를 분리할 수 있었다. 이 결과를 통해, 미생물학적 접근과 선충학적 접근을 잘 활용한다면 이종(異種)간 상호작용의 연구로서의 발전이 가능할 것이다.
자연에서 살고 있는 육식동물이나 해양생물들은 자신들의 후각 시스템(odor system)을 사용해서 사냥감을 추적할 수 있다. 그 중 토양을 주거지로 하는 박테리아 섭식자(bacterivore)인 Caenorhabditis elegans은 척주동물과 흡사한 후각 시스템을 가지고 있어 박테리아의 위치를 파악하는 등의 신경 세포를 활용할 수 있다. C. elegans는 유인(attraction)되거나, 혐오감 그리고 적응과 같은 냄새 관련 행동을 보이지만, 이러한 행동의 생태학적 중요성은 밝혀지지 않았다. 식품 미생물학과 유전학의 조합을 활용하여 부패하는 감귤류 과일(rotting citrus fruit)에 있을 수 있는 C. elegans와 유산균(lactic acid bacteria)의 포식자와 먹이 사이의 관계를 규명한 연구로, 유산균은 citrate를 이용한 물질대사를 통해 발효된 부산물로서 휘발성 냄새를 가진 diacetyl을 생산해 낸다. C. elegans는 citrate media나, 혹은 흔히 유자(yuzu)로 알려진 동아시아 원산 과일인 citrus medica에서 자랐을 때 유산균에 유인된다는 것을 보여주었으며, 이 유인(attraction)은 diacetyl 냄새 수용체(odor receptor)인 odr-10에 의해 중재되는 것을 확인하였다. 우리는 부패한 유자(yuzu)에서 야생 유산균과 C. elegans와 관련된 야생의 선충(nematode)을 분리하였고, 야생의 선충은 유산균이 배출한 2,3-butanedione(diacetyl)에 유인된다는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 C. elegans의 후각 반응의 생태학적 기능뿐만이 아니라 자연의 생태학적 현상의 분자유전학적 기반의 더 큰 이해에 기여할 것이다. 추가 미생물 연구 중 분리된 유산균 중 D5는 표준균주(type strain)인 Lactobacillus plantarum KCCM40013 보다 다양한 효소활성을 가지고 있는 것으로 확인하였다. 종(species)의 확인이 분명하지 않은 미생물의 동정을 위해 위하여 VITEK MS MALDI-TOF mass spectrometry system를 이용하였다. 그 결과 시스템의 기존 라이브러리의 균주와 해당이 되는 표준균주인 Lactobacillus plantarum KCCM40013은 Lactobacillus plantarum (99.9%)으로 동정이 된 반면, Lactobacillus sp. D4와 Lactobacillus sp. D5는 동정이 되지 않는 것으로 알 수 있었다. 이것은 미 동정된 균주의 시스템상의 데이터 부족으로 인한 결과로 판단되며, 이 두 균주에 대해서는 유전형(genotype) 그리고 표현형(phenotype)의 연구를 활용한 추가 연구가 필요하다고 사료된다. C. elegans의 섭취 미생물은 분석한 결과 Arthrobacter arilaitensis와 Enterobacter sp.를 분리할 수 있었다. 이 결과를 통해, 미생물학적 접근과 선충학적 접근을 잘 활용한다면 이종(異種)간 상호작용의 연구로서의 발전이 가능할 것이다.
Animal predators can track prey using their sense of smell. The bacteriovorous nematode Caenorhabditis elegans employs its keen olfactory sensory neurons that express vertebrate-like odor receptors to locate bateria. C. elegans displays odor related behaviors such as attraction, aversion, and adapta...
Animal predators can track prey using their sense of smell. The bacteriovorous nematode Caenorhabditis elegans employs its keen olfactory sensory neurons that express vertebrate-like odor receptors to locate bateria. C. elegans displays odor related behaviors such as attraction, aversion, and adaptation, but the ecological significance of these behaviors is not known. Using a combination of food microbiology and genetics, we elucidate a possible predator-prey relationship between C. elegans and lactic acid bacteria(LAB) in rotting citrus fruit. LAB produces the volatile odor diacetyl as an oxidized by-product of fermentation in the presence of citrate. We show that C. elegans is attracted to LAB when grown on citrate media or Citrus medica L, commonly known as yuzu, a citrus fruit native to East Asia, and this attraction is mediated by the diacetyl odor receptor, ODR-10. We isolated a wild LAB strain and a wild C. elegans-related nematode from rotten yuzu, and demonstrate that the wild nematode was attracted to the diacetyl produced by LAB. These results not only identify an ecological function for a C. elegans olfactory behavior, but contribute to the growing understanding of the molecular and genetic basis for natural ecological phenomena. and Lactic Acid Bacteria found in this study. D5 of the LAB is possess a variety of enzyme activity than type strain Lactobacillus plantarum KCCM 40013.
Animal predators can track prey using their sense of smell. The bacteriovorous nematode Caenorhabditis elegans employs its keen olfactory sensory neurons that express vertebrate-like odor receptors to locate bateria. C. elegans displays odor related behaviors such as attraction, aversion, and adaptation, but the ecological significance of these behaviors is not known. Using a combination of food microbiology and genetics, we elucidate a possible predator-prey relationship between C. elegans and lactic acid bacteria(LAB) in rotting citrus fruit. LAB produces the volatile odor diacetyl as an oxidized by-product of fermentation in the presence of citrate. We show that C. elegans is attracted to LAB when grown on citrate media or Citrus medica L, commonly known as yuzu, a citrus fruit native to East Asia, and this attraction is mediated by the diacetyl odor receptor, ODR-10. We isolated a wild LAB strain and a wild C. elegans-related nematode from rotten yuzu, and demonstrate that the wild nematode was attracted to the diacetyl produced by LAB. These results not only identify an ecological function for a C. elegans olfactory behavior, but contribute to the growing understanding of the molecular and genetic basis for natural ecological phenomena. and Lactic Acid Bacteria found in this study. D5 of the LAB is possess a variety of enzyme activity than type strain Lactobacillus plantarum KCCM 40013.
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