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저자정보
Kang Pilsung (Development of Biomaterials from Polar Region, Korea Polar Research Institute, Incheon 21990, Republic of Korea) Kim Sung Jin (Development of Biomaterials from Polar Region, Korea Polar Research Institute, Incheon 21990, Republic of Korea) Park Ha Ju (CRYOTECH Inc., Busan 46744, Republic of Korea) Kim Il Chan (Development of Biomaterials from Polar Region, Korea Polar Research Institute, Incheon 21990, Republic of Korea) Han Se Jong (Development of Biomaterials from Polar Region, Korea Polar Research Institute, Incheon 21990, Republic of Korea) Yim Joung Han (Development of Biomaterials from Polar Region, Korea Polar Research Institute, Incheon 21990, Republic of KoreaCRYOTECH Inc., Busan 46744, Republic of Korea)
저널정보
한국미생물생명공학회 Journal of Microbiology and Biotechnology Journal of Microbiology and Biotechnology Vol.34 No.5
발행연도
2024.5
수록면
1,135 - 1,145 (11page)
DOI
10.4014/jmb.2402.02037

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When cells are exposed to freezing temperatures, high concentrations of cryoprotective agents (CPA) prevent ice crystal formation, thus enhancing cell survival. However, high concentrations of CPAs can also cause cell toxicity. Exopolysaccharides (EPSs) from polar marine environments exhibit lower toxicity and display effects similar to traditional CPA. In this study, we sought to address these issues by i) selecting strains that produce EPS with novel cryoprotective activity, and ii) optimizing culture conditions for EPS production. Sixty-six bacteria producing mucous substances were isolated from the Ross Sea (Antarctic Ocean) using solid marine agar plates. Among them, Pseudoalteromonas sp. RosPo-2 was ultimately selected based on the rheological properties of the produced EPS (p-CY02). Cryoprotective activity experiments demonstrated that p-CY02 exhibited significantly cryoprotective activity at a concentration of 0.8% (w/v) on mammalian cells (HaCaT). This activity was further improved when combined with various concentrations of dimethyl sulfoxide (DMSO) compared to using DMSO alone. Moreover, the survival rate of HaCaT cells treated with 5% (v/v) DMSO and 0.8% (w/v) p-CY02 was measured at 87.9 ± 2.8% after freezing treatment. This suggests that p-CY02 may be developed as a more effective, less toxic, and novel nonpermeating CPA. To enhance the production of EPS with cryoprotective activity, Response Surface Methodology (RSM) was implemented, resulting in a 1.64-fold increase in production of EPS with cryoprotective activity.
#Cryoprotective activity #exopolysaccharide #the Antarctic Sea #response surface methodology

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