고초균이 부저병 및 백묵병을 억제한다

[꿀벌나라]

이 글의 아래에 게제된 CJ 바이오에서 나온 청국장균의 참고한 문헌을 진작에 번역하여 알고

있었으나, 선전할 때 자료를 올리게 되면 오해를 살 여지가 있어 이때까지 양봉카페에 올리지

못했습니다.

그 자료에는 알아야 할 유용한 자료가 있고, 앞전 저의 글 "외국 양봉에서 왜 여왕벌을 2년간

사용하는가?" 자료에 첨부한 참고 논문과 연관이 있어 이번 기회에 올려 봅니다.

부저병균(Paenibacillus larvae) 및 고초균(Bacillus subtilis)의 이름에도 바실루스屬라고 밝히고

있고 바실루스屬 균들은 대부분 토양에서 40년 이상 존재하며, 대장균 2종외는 포유류에는

무해하며 고초균같은 일부는 인간및 동물에게 이로운 것도 있습니다.  부저병균은 사람에게

무해합니다.

여왕벌이 자연적으로 세대간 면약 프라이밍을 갖춰 수정란을 낳을 때까지 기다리지 말고,

미리 활용하여 질병을 예방을 하면 어떨까?

생각은 해 봤지만, CJ 바이오와 아무런 이해관계가 없는데 괜한 오해를 살 수 있어 망설였습니다.

어째든간에 우리 양봉인에게 조금이라도 도움이 될 것 같아 자료를 올려 봅니다.

고초균을 화분떡에 활용하면 자연적인 세대간 면역 프라이밍이 이루어지기 전에 미리 면역체계를

갗추는 것도 좋은 방법이라 생각합니다.

그런데 청국장 분말에 성분 표시가 단백질 55%만 표시되어 있어 고초균 성분이 얼마나 들어 있는지

알 수가 없습니다.  다만, 청국장 분말이므로 고초균이 들어 있다고 믿을 수 밖에 없습니다.

앞전 "외국 양봉에서는 왜 여왕벌을 2년간 사용하는가" 자료에 인용한 논문에서 발췌하였고,

CJ바이오가 참고했다는 문헌을 제가 번역해 봤습니다.

<Transfer of Immunity from Mother to Offspring Is Mediated via Egg-Yolk Protein Vitellogenin>

<어미에서 자손으로의 면역 전달은 난황형성전구체를 통해 전해진다 논문에서 발췌>

Insect immune systems can recognize specific pathogens and prime offspring immunity. High specificity

of immune priming can be achieved when insect females transfer immune elicitors into developing oocytes.

The molecular mechanism behind this transfer has been a mystery.

곤충 면역 체계는 특정 병원균를 인식하고 자손에 대한 면역력을 줄 수 있다. 곤충 암컷이 면역

유출자(流出子; 유도체 뜻)를 발달중인 난모세포로 옮길 때 면역 프라이밍의 높은 특이성이 달성될

수 있다. 이 전달에 숨겨진 분자 메커니즘은 수수께끼였다.

Here, we establish that the egg-yolk protein vitellogenin is the carrier of immune elicitors.

여기서, 우리는 난황 단백질인 난황형성전구체가 면역 유출자의 운반체임을 입증한다.

Using the honey bee, Apis mellifera, model system, we demonstrate with microscopy and western blotting

that vitellogenin binds to bacteria, both Paenibacillus larvae – the gram-positive bacterium causing American

foulbrood disease – and to Escherichia coli that represents gram-negative bacteria.

서양종 꿀벌, 모델 시스템을 사용하여, 난황형성전구체가 박테리아인, 패니바실루스 라비 (미국

부저병을 일으키는 그람 양성 박테리아) 및 그람 음성 박테리아를 나타내는 대장균에 결합한다는

것을 현미경 및 특수 단백질 검출 검사로 증명하였다.

Hernandez-Lopez et al. (2014) showed that injecting honey bee (Apis mellifera) queens with dead

Paenibacillus larvae (bacterium responsible for the American foulbrood disease) leads to higher resistance

against this pathogen in the offspring [14].

헤르난데즈-로페츠 등 (2014)은 서양종 꿀벌 여왕벌에게 죽은 패니바실루스 라비 (미국 부저병

질병의 원인이 되는 박테리아)을 주입하면 자손에서 이 병원균에 대한 저항성이 높아진다는 것을

밝혔다.

<CJ 바이오에서 판매하는 청국장 균 참고 문헌을 번역해 보았습니다

Research in Microbiology

Volume 160, Issue 3, April 2009, Pages 193-199

미생물학 연구 160 권, 3호, 2009년 4월, 193-199 페이지

Inhibition of Paenibacillus larvae and Ascosphaera apis by Bacillus subtilis

isolated from honeybee gut and honey samples

꿀벌 창자와 꿀 샘플에서 분리한 고초균에 의한 부저병 및 백묵병의 억제.

Abstract

요약

Three Bacillus strains isolated from honey samples and bee gut were pre-selected for their in vitro

antimicrobial activity against Paenibacillus larvae and Ascosphaera apis, important honeybee pathogens.

The analysis of their 16S rRNA sequences revealed that C4, M1 and G2III strains belong to the subtilis species.

꿀 샘플과  벌 창자에서 분리한 세 가지 바실루스 균주는 중요한 꿀벌 병원체인 부저병과 백묵병에

대한 시험관내에서 항균 활성을 위해 사전에 선택되었다. 16S rRNA 서열을 분석 한 결과 C4, M1

및 G2III 균주가 subtilis(고초균) 종에 속한다는 것이 밝혀졌다.

Surfactin synthesis was verified by IR spectroscopy and HPLC studies. Surfactin inhibited P. larvae but it failed

to affect A. apis.  Vegetative cells of P. larvae were affected as soon as they came in contact with the surfactin

sample; two orders of magnitude less in log scale were recorded.

계면활성물질 합성은 IR 분광기 사용 및 HPLC 연구로 확인되었다.  계면활성물질(界面活性物質)은

부저병을 억제 했지만, 백묵병에는 영향을 주지 못했다. 패니바실루스 라비(부저병)의 식물 세포는

계면활성물질 샘플과 접촉하자 마자 영향을 받았다 ; 로그 스케일에서 두번째 보다 더 작은 규모로

기록되었다.

Optimal surfactin production was observed in MEL medium, a broth with molasses as the only carbon source.

Bacillus subtilis G2III strain exhibited the highest levels of surfactin synthesis in BHI and MEL broths: 1391 AU/ml

and 2782 AU/ml, respectively.

최적의 계면활성제 생산은 당밀을 유일한 탄소원으로 하는 MEL 배지(培地)에서 관찰되었다.

고초균 G2III 변종은 BHI와 MEL 묽은 수프에서 각각, 1391AU/ml와 2782AU/ml 일때, 가장 높은

수준의 계면활성물질 합성을 보였다.

Since only A. apis inhibition was observed when cell suspensions were assayed, we suspect that there may

be an antimycotic compound within cells. The co-production of surfactin and a fungicide by these strains

might biologically control bee pathogens in apiculture.

세포 현탁액을 분석할 때 백묵병 억제만이 관찰 되었기 때문에, 우리는 세포 내에 항진균성

화합물이 있을 수 있다는 생각한다. 이러한 균주에 의한 계면활성물질 및 살균제의 공동 생산은

양봉에서 꿀벌 병원체를 생물학적으로 억제할 수 있다.

Introduction

서론

The genus Bacillus species are ubiquitous, endospore-forming Gram-positive bacteria that are harmless

to mammalians, with the exception of Bacillus cereus and Bacillus anthracis. Their primary habitat is the

soil and, due to their extreme heat-resistant spores, they can colonize different environments such as

honey, food, animals, insects, etc.

Bacillus속 종(種)은 Bacillus cereus와 Bacillus anthracis를 제외하고, 포유류에 해를 주지 않는

아주 흔한, 내생 포자형성 그람 양성 박테리아이다.  그들의 주요 서식지는 토양이며, 극도의

내열성 포자로 인해 꿀, 음식, 동물, 곤충 등과 같은 다양한 환경에 대량 서식할 수 있다.

In particular, different Bacillus subtilis strains are ingested in the diet as contaminants or as part of

selected fermented foods like nato- or probiotic supplements, available not only for humans, but also

for animals [8],[20], [40], [45]. They are also biologically and commercially important as producers of

a great variety of secondary metabolites such as antibiotics, bioinsecticides, enzymes and lipopeptides

[11], [22], [29], [36].

특히, 다양한 고초균 균주는 식단에서 오염균 또는 나또 나 프로바이오틱 보충제와 같이 선택된

발효식품의 일부로 섭취가 되며, 이는 인간뿐만 아니라 동물에게도 유용하다. 그들은 또한 항생제,

생물학적 살충제, 효소 및 지질 펩티드와 같은 매우 다양한 2차 대사산물의 생산자로서 생물학적

으로 그리고 상업적으로 중요하다.

주) probiotic(프로바이오틱) ; 인체에 이로운 미생물의 성장을 촉진하는

Paenibacillus larvae, a Gram-positive sporulated bacterium that causes the American foulbrood disease,

is an extremely contagious and dangerous pathogen of honeybees [47]. It only takes 10 spores to make

a 24-h-old larva ill [6], and economic loss in apiculture is substantial due to high mortality rates.

미국 부저병을 일으키는 그람 양성 포자형성 박테리아인, 패니바실루스 라비는 꿀벌의  매우

높은 전염성이 있고 위험한 병원균이다.  24시간 된 유충을 병들게 하는데는 10개의 포자만

필요하며, 높은 사망률로 인해 양봉의 경제적 손실은 상당하다.

Oxytetracycline has been used to control American foulbrood, but resistant strains have already been

identified [1], [14], [32]. Chalkbrood is a fungal disease caused by the heterothalic ascomycete

Ascosphaera apis that results in mummified bee larvae.

옥시테트라사이클린은 미국 부저병을 억제하는 사용되었지만, 내성있는 균주는 이미 확인

되었다. 백묵병은 heterothalic ascomycete  Ascosphaera apis에 의해 발생하는 곰팡이 질

병으로 벌 유충을 미이라처럼 바싹 마르게 만든다. 

Although it is not as serious as American foulbrood, since the spread of the fungus within a colony

is limited, pharmacological and chemical treatments have proved to be ineffective in controlling it

because they fail to kill the spores in the beehives [17], [23]. As the presence of these pathogens causes

significant economic loss to apiculture, natural approaches to controlling and preventing these diseases

must be found.

미국의 부저병 만큼 심각하지는 않지만, 봉군내 균류의 확산이 제한적이므로, 약리학적, 화학적

처리는 벌통에 있는 포자를 죽이지 못하기 때문에 이를 억제하는데 효과가 없는 것으로 판

되었다. 이러한 병원균의 존재는 양봉에 상당한 경제적 손실을 초래하기 때문에, 이러한 질병을

억제하고 예방하기 위한 자연적인 접근법을 찾아야 한다.

Therefore, the aim of this work was to phenotypically and genotypically isolate and characterize Bacillus

strains associated with the bee intestine and/or honey and to determine their in vitro potential against

P. larvae and A. apis, with the purpose of exploring feasible biological control.

따라서,이 연구의 목적은 실현 가능한 생물학적 억제를 연구하기 위한 목적으로, 벌의 창자

및 / 또는 꿀과 관련된 바실루스 균주를 표현형 및 유전형으로 분리 및 특성화하고 부저병 및

백묵병에 대한 시험관내 잠재력을 측정하는 것이다. 

Figures

그림

Chromatographic profile by HPLC analyses of a crude mixture of surfactins produced by B. subtilis

G2III in MEL medium. A, sigma surfactin standard; B, G2III strain fraction.

MEL 배지(培地)에서 고초균 G2III에 의해 생성된 천연 그대로의 계면활성물질의 혼합물의

HPLC 분석에 의한 색층(色層) 분석표.

A, 시그마 계면활성물질 표준;  B, G2III 균주 일부.

P. larvae Azul inhibition by direct contact with: A, surfactin fraction; B, cell-free supernatant (CFS). -ċ-

P. larvae Azul control; ⋯ B. subtilis subsp. niger C4; --- B. subtilis M1; – B. subtilis G2...

P.  다음과 같은 직접 접촉에 의한 패니바실루스 라비(부저병) Azul 억제 : A, 계면활성분수 ;

B, 세포가 없는상청액(CFS). -c- 패니바실루스 라비  Azul 억제, ⋯ 고초균 아종. 니제르 C4; ---

고초균 M1; – B. 고초균 G2...

* Inhibition of A, A. apis M and B, A. apis B by cell suspensions of 1: Bacillus subtilis subsp. niger C4,

2: B. subtilis G2III and 3: B. subtilis M1.

* 1의 세포 현탁액에 의한 A, 백묵병 포자 M 및 B, 백묵병 포자 B의 억제 : 고초균 아종

niger C4, 2 :고초균 G2III 및 3 : 고초균 M1.

Section snippets

단면 분할 

Honeybee intestinal tract and honey sampling, culture media and growth conditions for Bacillus strain

isolation 

바실루스 균주 분리를 위한 꿀벌 장내관 및 꿀 샘플링, 배양 배지 및 성장 조건

Honey samples from Atamisqui, Morillos and Tartagal (northwestern Argentina towns) and independent

pools of the whole intestinal tract, midgut and posterior intestine of different honeybees from El Galpón

(Salta, Argentina) were homogenized in saline solution (0.85% w/v NaCl) [43].

아타미스키, 모릴로스, 타르타갈(아르헨티나 북서부 타르타갈)의 꿀 샘플과 엘 갈폰(아르헨티나

살타)의 서로 다른 꿀벌의 창자 내관, 중장, 후장의 독립된 풀은 식염수 용액에 균질화하였다

[0.85% w/v NaCl]

The samples were carefully handled to avoid contamination either by environmental material or by

the external surface of the bee body. Each honey sample was dissolved with sterile distilled water and

warmed at 80 °C

샘플은 환경 물질이나 꿀벌 몸체의 외부 표면에 의한 오염을 피하기 위해 조심스럽게 취급

되었다. 각 꿀 샘플을 멸균 증류수에 용해시키고 80 °C에서 데웠다.

Results and discussion

결과 및 토론

Innocuous bacterial strains that may produce antimicrobial substances are of great interest to confine

or inhibit different pathogens or spoilage microorganisms by natural means. With the exception of B.

anthracis and many B. cereus toxin-producer strains, Bacillus strains are considered safe.

항균 물질을 생산할 수 있는 무해한 박테리아 균주는 자연적 수단으로 다양한 병원체 또는

부패 미생물을 가두거나 억제하는데 큰 관심이 있다.  B. 앤쓰라시스와 많은 B. 세레우스 독소

생산자 균주를 제외하면, 바실러스 균주는 안전한 것으로 간주된다.

The non-toxigenic species, as they do not harbor drug resistance genes and are non-pathogenic, are

safe and could be used for agricultural, veterinary and human purposes [13], [41], [46]. Within this.

비 독성 종은 약물 내성 유전자를 가지고 있지 않고 병원성이 없기 때문에, 안전하며 농업,

수의학 및 인간의 목적으로 사용될 수 있다. 이 안에서

Acknowledgements

감사의 말

This paper was supported by grants PICTR890/06 (ANPCyT) and PIP6472 (CONICET). M.C. Audisio is a member

of the Research Career of CONICET. D.C. Sabaté thanks CONICET for her fellowships.Sabaté thanks CONICET for

her fellowships. The authors wish to thank Dr. Baigorí for his help with phylogenetic characterization of Bacillus

strains isolated.

이 문서는 PICTR890 / 06 (ANPCyT) 및 PIP6472 (CONICET) 보조금으로 지원되었다. M.C. Audisio는

CONICET.D.C.의 연구 경력 회원이다.  Sabaté는 CONICET의 동호인 모임에 감사드린다.

References (49)

생략

[승운(보령)]

본인은 EM 1호균 (정균, 발효, 합성능력이 있는 5과 10속 80종의 유용미생물을 혐기적으로 보존시킨 복합균제
<보령 농업기술센타> ) 을 사용하여 EM활성액을 제조 사용하는데 균성 질병은 경험하지 못했읍니다

<참고> https://cafe.daum.net/beelove111/PHuf/129
https://cafe.daum.net/beelove111/PHuf/130

[한결 (예천)]

귀한 자료 감사합니다.
청국장 균에 병균이 죽는 일은 푸른 곰팡이에서 페니시린을 발견한 원리라고 생각합니다.

[우산(부천)]

꽃가루떡 배합할 때 생청국장(나또)을 띄워서 섞어도 같은 효과가 있을까요? 콩 삶아서 따뜻한 곳에 두면 청국장이 되니 쉽던데요...

[한결 (예천)]

네, 가장 좋은 방법으로 생각합니다.