지의류는 균류와 조류로 이루어진 공생체로서 균류는 조류에게 보금자리와 무기양분을 제공하며, 조류는 균류에게 광합성을 통해 당과 영양분을 제공한다. 이러한 공생관계는 독특한 구조를 형성하여 바위와 나무의 표면에서 자라며, 사막이나 극지 등 극한 환경에서도 살아남을 수 있게 한다. 지의류는 바위를 분해하여 흙으로 만들고 공기 중의 오염물질을 정화시키며, 보통 다른 생물들이 대부분 회피하는 장소에서 서식하기 때문에, 환경변화와 대기 오염도를 측정하는 중요한 ...
지의류는 균류와 조류로 이루어진 공생체로서 균류는 조류에게 보금자리와 무기양분을 제공하며, 조류는 균류에게 광합성을 통해 당과 영양분을 제공한다. 이러한 공생관계는 독특한 구조를 형성하여 바위와 나무의 표면에서 자라며, 사막이나 극지 등 극한 환경에서도 살아남을 수 있게 한다. 지의류는 바위를 분해하여 흙으로 만들고 공기 중의 오염물질을 정화시키며, 보통 다른 생물들이 대부분 회피하는 장소에서 서식하기 때문에, 환경변화와 대기 오염도를 측정하는 중요한 지표 생물로 이용된다. 하지만 알려진 것에 비해 지의류는 아직 연구가 많이 진행 되지 않았다. 최근에는, 지의류가 항균, 항바이러스, 항암, 및 항산화 등 관련 다양한 생리활성물질을 생산한다고 보고되었기 때문에 지의류와 공생관계에 있는 미생물 역시 다양한 생리활성물질을 생산 가능하다고 예상 할 수 있다. 본 연구에서는 14종의 남극 지의류로부터 83종의 공생박테리아를 분리하여 16S rRNA sequence 분석으로 동정하였다. 분리한 박테리아의 항균력을 조사하기 위하여 ethyl acetate, chloroform, 및 diethyl ether 등을 이용하여 용매 추출하였으며, 다재내성균과 구강균에 대한 항균력을 조사하였다. 결과적으로, 지의류 Sterocaulon sp.에서 분리된 미생물이 대체적으로 항균력이 높게 나타나는 것을 확인하였다. 또한, fingerprinting test를 이용해 이차대사 생리활성물질에 관여하는 PKS와 NRPS 유전자의 보유 여부를 조사하였다. 결과적으로, 59종 박테리아 중, 14종의 박테리아에서 한 개 이상의 이차대사관련 생합성유전자를 포함한다는 것을 확인하였다. 그 중에서도, 선행 연구에서 높은 항균력과 항산화력을 보여주었던 박테리아 PAMC 26642를 이용한 fingerprinting 결과에서도, PKS Type Ⅱ와 NRPS 유전자 등이 확인되었다. 특히 PKS Type Ⅱ 유전자의 경우는 actinorhodin에 관여하는 유전자와 86% 일치하는 것으로 확인되었다. 최종적으로, 이러한 항균력 조사 및 fingerprinting test 등으로 확인된 의미 있는 박테리아 8개를 선별하여 complete genome sequencing을 수행하였다. 향후, 확보된 유전체 지도를 바탕으로 새로운 생리활성물질에 대한 생합성 연구 및 저온생물 관련 진화에 대한 이해 등 많은 리서치가 가능할 것으로 생각한다.
지의류는 균류와 조류로 이루어진 공생체로서 균류는 조류에게 보금자리와 무기양분을 제공하며, 조류는 균류에게 광합성을 통해 당과 영양분을 제공한다. 이러한 공생관계는 독특한 구조를 형성하여 바위와 나무의 표면에서 자라며, 사막이나 극지 등 극한 환경에서도 살아남을 수 있게 한다. 지의류는 바위를 분해하여 흙으로 만들고 공기 중의 오염물질을 정화시키며, 보통 다른 생물들이 대부분 회피하는 장소에서 서식하기 때문에, 환경변화와 대기 오염도를 측정하는 중요한 지표 생물로 이용된다. 하지만 알려진 것에 비해 지의류는 아직 연구가 많이 진행 되지 않았다. 최근에는, 지의류가 항균, 항바이러스, 항암, 및 항산화 등 관련 다양한 생리활성물질을 생산한다고 보고되었기 때문에 지의류와 공생관계에 있는 미생물 역시 다양한 생리활성물질을 생산 가능하다고 예상 할 수 있다. 본 연구에서는 14종의 남극 지의류로부터 83종의 공생박테리아를 분리하여 16S rRNA sequence 분석으로 동정하였다. 분리한 박테리아의 항균력을 조사하기 위하여 ethyl acetate, chloroform, 및 diethyl ether 등을 이용하여 용매 추출하였으며, 다재내성균과 구강균에 대한 항균력을 조사하였다. 결과적으로, 지의류 Sterocaulon sp.에서 분리된 미생물이 대체적으로 항균력이 높게 나타나는 것을 확인하였다. 또한, fingerprinting test를 이용해 이차대사 생리활성물질에 관여하는 PKS와 NRPS 유전자의 보유 여부를 조사하였다. 결과적으로, 59종 박테리아 중, 14종의 박테리아에서 한 개 이상의 이차대사관련 생합성유전자를 포함한다는 것을 확인하였다. 그 중에서도, 선행 연구에서 높은 항균력과 항산화력을 보여주었던 박테리아 PAMC 26642를 이용한 fingerprinting 결과에서도, PKS Type Ⅱ와 NRPS 유전자 등이 확인되었다. 특히 PKS Type Ⅱ 유전자의 경우는 actinorhodin에 관여하는 유전자와 86% 일치하는 것으로 확인되었다. 최종적으로, 이러한 항균력 조사 및 fingerprinting test 등으로 확인된 의미 있는 박테리아 8개를 선별하여 complete genome sequencing을 수행하였다. 향후, 확보된 유전체 지도를 바탕으로 새로운 생리활성물질에 대한 생합성 연구 및 저온생물 관련 진화에 대한 이해 등 많은 리서치가 가능할 것으로 생각한다.
Lichens have symbiotic relationship between endophytic algae and cyanobacteria living among filaments of fungi. The mycobiont provide nest and inorganic nutrient to the photobiont, and the photobiont provide glucose and organic nutrient to the mycobiont through photosynthesis. This symbiotic relatio...
Lichens have symbiotic relationship between endophytic algae and cyanobacteria living among filaments of fungi. The mycobiont provide nest and inorganic nutrient to the photobiont, and the photobiont provide glucose and organic nutrient to the mycobiont through photosynthesis. This symbiotic relationship enables unusual structures to live on extreme environment such as rock or tree surfaces, and they can survive commonly in extreme conditions with low temperatures (Polar area) or desiccation (desert). Because lichens can breakdown a rock into soil and purify air pollutant, generally they are used as crucial indicator organisms for analyzing the earth environmental changes and air pollution. However, to date, there have been seldom reports on lichen. Recently, it was reported that lichens have produced unusual bioactive metabolites such as antibacterial, antivirus, anticancer, and antioxidant agents. Furthermore, some researchers are forecasting that lichen-associated bacteria can also produce unusual bioactive metabolites. In this study, we have isolated 83 of lichen-associated bacteria from 14 of Polar lichens, and they were identified by analyzing the 16S rRNA sequence. To investigate their antibacterial activity against antibiotic-resistant strain and oral bacteria, solvent extraction was carried out using various solvents. The results indicate that all of the bacteria isolated from lichen Stereocaulou sp. showed the highest antibacterial potential. In addition, to examine the secondary metabolites-related biosynthetic genes (PKS and NRPS), fingerprinting test was executed with well-known primer sets. As a result, we have found that 14 of the isolated bacteria contain one of biosynthetic genes among 59 bacterial strains. Especially, PKS Type II and NRPS genes were confirmed through PAMC 26642 as it was confirmed in previous studies for their high antibacterial and antioxidant activities. Also, in the same manner, PAMC 26642 contained PKS Type II domain which are actinorhodin polyketide beta-ketoacyl synthase alpha subunit with 86% similarity. Finally, we carried out complete genome sequencing with 8 lichen-associated bacteria which has antibacterial activity and secondary metabolites-related biosynthetic genes. In the future, these kinds of data will allow us to conduct further studies on biosynthesis of new compounds and expand our understanding about the evolution of low-temperature biology for future research.
Lichens have symbiotic relationship between endophytic algae and cyanobacteria living among filaments of fungi. The mycobiont provide nest and inorganic nutrient to the photobiont, and the photobiont provide glucose and organic nutrient to the mycobiont through photosynthesis. This symbiotic relationship enables unusual structures to live on extreme environment such as rock or tree surfaces, and they can survive commonly in extreme conditions with low temperatures (Polar area) or desiccation (desert). Because lichens can breakdown a rock into soil and purify air pollutant, generally they are used as crucial indicator organisms for analyzing the earth environmental changes and air pollution. However, to date, there have been seldom reports on lichen. Recently, it was reported that lichens have produced unusual bioactive metabolites such as antibacterial, antivirus, anticancer, and antioxidant agents. Furthermore, some researchers are forecasting that lichen-associated bacteria can also produce unusual bioactive metabolites. In this study, we have isolated 83 of lichen-associated bacteria from 14 of Polar lichens, and they were identified by analyzing the 16S rRNA sequence. To investigate their antibacterial activity against antibiotic-resistant strain and oral bacteria, solvent extraction was carried out using various solvents. The results indicate that all of the bacteria isolated from lichen Stereocaulou sp. showed the highest antibacterial potential. In addition, to examine the secondary metabolites-related biosynthetic genes (PKS and NRPS), fingerprinting test was executed with well-known primer sets. As a result, we have found that 14 of the isolated bacteria contain one of biosynthetic genes among 59 bacterial strains. Especially, PKS Type II and NRPS genes were confirmed through PAMC 26642 as it was confirmed in previous studies for their high antibacterial and antioxidant activities. Also, in the same manner, PAMC 26642 contained PKS Type II domain which are actinorhodin polyketide beta-ketoacyl synthase alpha subunit with 86% similarity. Finally, we carried out complete genome sequencing with 8 lichen-associated bacteria which has antibacterial activity and secondary metabolites-related biosynthetic genes. In the future, these kinds of data will allow us to conduct further studies on biosynthesis of new compounds and expand our understanding about the evolution of low-temperature biology for future research.
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