선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- , 2007). 본 연구는 스트레스 음파를 이용한 아메리카잎굴파리의 생존력 억제를 밝히고자 이들의 생리적 변화를 분석하였다. 소리 자극에 대해 아메리카잎굴파리가 반응할 수 있다는 근거로서 일반적으로 이러한 세로파 자극원에 대해서 반응할 수 있는 센털형 및 뿔 모양 감각기가 촉각에 존재한다는 것이 보고되었다(Shin et al.
- 스트레스 음파에 대한 생리적 의미를 분석하기 위해 본 연구는 가장 음파에 민감한 시기인 용기간에 스트레스 음파를 처리하고 유전자 발현에 미치는 현상을 프로테오믹 기술로 분석하였다. 이차원전기영동에서 나타난 단백질의 총수는 음파처리구에서 적게 나타났다.
- 따라서 다양한 주파수의 음파를 아메리카잎굴파리에 처리하고 초래되는 생리적 변화를 분석할 필요가 있다. 이를 위해 본 연구는 이해충의 유충섭식, 용 발달 및 성충 산란 행동을 대상으로 그 교란효과를 추적했다. 또한 음파에 따른 체내 생리적 변화를 분자수준에서 규명하기 위해 이차원 전기영동을 통해 단백질 발현패턴 양식을 비교하였다.
가설 설정
- (A) Dose-response without sound treatment. (B) Effect of soundtreatment on the insecticide susceptibility at 15.62 ppm. Eachtreatment used 10 larvae and was replicated three times.
제안 방법
- 이후 이 농축물의 1/2 부피에 해당하는sodium isothiocyanate (10 mg/mL, Sigma-Aldrich Korea,Seoul, Korea)와 혼합 후 25℃에서 30분간 처리하였다. TFA(5%)를 첨가 후 탈염과정을 거쳐C18ZIPtips 여과를 통해 농축시켰다. 다시 동일한 부피의 50% 수용액 상태의 acetonitrilesaturated α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (Sigma-Aldrich Korea)를 첨가한 후 Ettan MALDI-TOF (Amersham Biosciences)의 targetplate에 적재하였다.
- Trypsin 분해 반응물(23 μL)에 5 μL의 0.5% trifluoroacetic acid (TFA)를 첨가하여종료시킨 후 C18ZIPtips (Millipore, Billerica, MA, USA)를 통해 반응물을 농축하였다.
- 시료의 기화는 337 nm의 N2 laserilluminator로 실시되었고 20 kV의 injection pulse로 가속 및 절편화가 이뤄졌다. 각 단백질 시료의 mass spectrum이 post-sourcedecay mode에서 y-ion으로 아미노산에 대한 누적 피크로 얻어졌고, MASCOT (www.matrixscience.com) 프로그램을 이용하여 유사한 단백질을 추정하였다.
- 각 산란상자(15 × 15 × 25 cm)에 기주 식물인 강낭콩을 설치하고 갓 우화한 아메리카잎굴파리 성충을 각각 25 마리 씩(10 마리 이상 암컷) 방사했다.
- 갓 용화된 아메리카잎굴파리를 각각 10 마리씩3 반복으로 각각 0, 100, 315, 630, 1,000, 2,000, 5,000 Hz의 주파수별로 24 시간 노출시키고 이후 7일 동안 우화하는 개체수를 계수하였다.
- 다시 동일한 부피의 50% 수용액 상태의 acetonitrilesaturated α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (Sigma-Aldrich Korea)를 첨가한 후 Ettan MALDI-TOF (Amersham Biosciences)의 targetplate에 적재하였다.
- 다양한 음파처리를 통한 아메리카잎굴파리의 우화 활동에 미치는 효과를 검정하였다. 아메리카잎굴파리의 우화는 낮기간 동안에만 일어나는 일일 리듬성을 나타냈다(Fig.
- 다양한 주파수의 유화처리에 따른 아메리카잎굴파리 유충의섭식량 차이를 조사하였다(Fig. 1). 섭식량은 유충의 잎 내부의 섭식 갱도 길이를 측정하여 나타냈다.
- 각 처리는 10반복으로 이뤄졌다. 대조구는 위에서 기술한 실내 사육실의 자연 조건에서 사육된 개체를 분석했다.
- 5, 125 및 250 ppm으로 처리하였다. 또한 음파에 대한 영향을 알아보기 위해 15.625 ppm을 아메리카잎굴파리 유충 각 10 마리씩3 반복으로 처리하였다. 처리 후 매일 잎이 마르지 않도록 습도를 유지시켜주고 5 일 동안 관찰 후 최종 살충률을 조사하였다.
- 이를 위해 본 연구는 이해충의 유충섭식, 용 발달 및 성충 산란 행동을 대상으로 그 교란효과를 추적했다. 또한 음파에 따른 체내 생리적 변화를 분자수준에서 규명하기 위해 이차원 전기영동을 통해 단백질 발현패턴 양식을 비교하였다. 이러한 스트레스 음파를 해충 방제 기술에 응용하고자 음파 처리에 따른 살충제 감수성 제고로 이어지는 지를 분석하였다.
- IEF 용 막대젤(13 cm, pH gradient3-10, Immobiline Drystrip, GE Healthcare)을 이용하였다. 변성SDS-PAGE로 진행하기 전에 IEF 막대젤은 SDS 평형완충용액(6 M urea, 75 mM Tris-HCl, pH 8.8, 2% SDS, 0.002%bromophenol blue, 10 mg/mL DTT)에 15 분간 침지하였다. 비변성 조건에 포화된 IEF 막대젤은 0.
- 또한 음파처리에 따라 일부 단백질의 발현이 억제되었으며, 반면에 새로운 단백질의 발현이 나타났다. 본 연구는 이러한 특이적 발현 단백질을 동정하고자 MALDI-TOF를 이용하여 각 단백질의 파편 조각을 만들고, 이를 MASCOT 검색엔진을 통해 유사한 단백질을 추정하였다. 음파 처리에 따라 발현이 억제된 단백질들 가운데 trafficking protein particlecomplex I은 Tribolium castaneum 게놈에서 추정된 유전자(XP966940)와 유사성을 보이며 약 16.
- 조사상자(15 x 20 x 15 cm)의 뚜껑을 검정 도화지로 반쪽을 막아 빛을 차단시켰다. 성충을 조사상자에 방출시킨 후 1 시간 후 명조건에 자리한 성충수를 계수하였다.
- 아메리카잎굴파리 유충을 대상으로 가해 잎을 5분간 살충제에 침지하여 살충력을 분석하였다. 사용된 살충제는 스피노사드 입상수화제 (Dongbang Agro, Seoul, Korea)로 시판되는 제형을 물에 희석하였다.
- 사용된 살충제는 스피노사드 입상수화제 (Dongbang Agro, Seoul, Korea)로 시판되는 제형을 물에 희석하였다. 아메리카잎굴파리 유충이 가해하고 있는 강낭콩 잎을 각각 10 마리당3 반복으로 농도별로 0, 7.8125,15.625, 31.25, 62.5, 125 및 250 ppm으로 처리하였다. 또한 음파에 대한 영향을 알아보기 위해 15.
- 아메리카잎굴파리의 암컷의 산란행동이 조사되었고, 이에 대한 스트레스 음파의 처리 효과를 분석했다(Fig. 4). 아메리카잎굴파리는 비교적 엽경에 가깝게 산란한 것으로 나타났다(Fig.
- 우화 리듬은 700 개의 용을 대상으로 25℃, 16:8 (L:D) h 조건에서 매 시간별로 우화되는 개체수를 조사했다. 주광성 조사는 불 켜진 후 9 시간 동안 매 시각 100 개체를 대상으로 3 반복으로 조사하였다.
- 음파에 따른 아메리카잎굴파리의 생체 변화를 알아보기 위해 비교적 감수성이 높았던 용에서 5,000 Hz의 음파를 처리하고 대조구에 비해 변화되는 단백질을 이차원 전기영동으로 분석하였다(Fig. 5). 대조구에서 총80 개의 단백질이 검출되었으며, 처리구에서는 이보다 적은 77 개가 나타났다(Fig.
- 음파처리는 목재 재질로 된 나무상자(45 × 45 × 90 cm)에 기기 내부에 소리 반향을 줄이기 위해 방음판을 부착시켰다.
- 이 바닥에 공시충을 올려놓고 실내온도 25°C에서 0, 100, 315, 630, 1,000, 2,000 및 5,000 Hz의 주파수 음파를 95 dB 크기로 처리한후 생리적 반응을 분석했다.
- 각 산란상자(15 × 15 × 25 cm)에 기주 식물인 강낭콩을 설치하고 갓 우화한 아메리카잎굴파리 성충을 각각 25 마리 씩(10 마리 이상 암컷) 방사했다. 이들을 각각 3 반복으로 0, 100, 315, 630, 1,000, 2,000, 5,000 Hz의 주파수별로 5일 동안 노출시키고 산란된 개체수를 계수하였다. 평균 산란수는 암컷 한 마리당 산란된 알수로 표현했다.
- 이때isoelectricfocusing (IEF)은 시료 단백질량을 300 μg으로 고정하고 100 V에서 1 시간 처리 후 500 V에서 1 시간, 다시 1 kV에서 1 시간,2 kV에서 2 시간, 4 kV에서 2 시간, 6 kV에서 1 시간, 8 kV에서8시간 등총16 시간 진행했다.
- 또한 음파에 따른 체내 생리적 변화를 분자수준에서 규명하기 위해 이차원 전기영동을 통해 단백질 발현패턴 양식을 비교하였다. 이러한 스트레스 음파를 해충 방제 기술에 응용하고자 음파 처리에 따른 살충제 감수성 제고로 이어지는 지를 분석하였다.
- 이차원 전기영동 분석 결과 얻어진 특정 단백질들을 젤로부터 도려낸 후 50% acetonitrile로 세척하고 각 단백질 시료당30ng의 porcine trypsin (Promega, Madison, WI, USA)을 이용하여 37℃에서 8-10 시간 동안 반응시켰다. Trypsin 분해 반응물(23 μL)에 5 μL의 0.
- 이차원 전기영동은 Ettan IPGphor II IEF System (GEHealthcare, Uppsala, Sweden)을 이용해 분석했다. 이때isoelectricfocusing (IEF)은 시료 단백질량을 300 μg으로 고정하고 100 V에서 1 시간 처리 후 500 V에서 1 시간, 다시 1 kV에서 1 시간,2 kV에서 2 시간, 4 kV에서 2 시간, 6 kV에서 1 시간, 8 kV에서8시간 등총16 시간 진행했다.
- , Suwon, Korea)를 이용하였고, 음파상자 상단에 스피커(GTS20, Green Teko)를 부착시켜 바닥을 향해 소리가 전달되게 했다. 전달되는 소리의 세기는 데시벨 측정기(Minilyzer ML1, NTI, Schaan, Switzerland)로 상자 바닥에 닺는 소리세기를 측정하였다. 이 바닥에 공시충을 올려놓고 실내온도 25°C에서 0, 100, 315, 630, 1,000, 2,000 및 5,000 Hz의 주파수 음파를 95 dB 크기로 처리한 후 생리적 반응을 분석했다.
- 주광성 조사는 불 켜진 후 9 시간 동안 매 시각 100 개체를 대상으로 3 반복으로 조사하였다. 조사상자(15 x 20 x 15 cm)의 뚜껑을 검정 도화지로 반쪽을 막아 빛을 차단시켰다. 성충을 조사상자에 방출시킨 후 1 시간 후 명조건에 자리한 성충수를 계수하였다.
- 우화 리듬은 700 개의 용을 대상으로 25℃, 16:8 (L:D) h 조건에서 매 시간별로 우화되는 개체수를 조사했다. 주광성 조사는 불 켜진 후 9 시간 동안 매 시각 100 개체를 대상으로 3 반복으로 조사하였다. 조사상자(15 x 20 x 15 cm)의 뚜껑을 검정 도화지로 반쪽을 막아 빛을 차단시켰다.
- 625 ppm을 아메리카잎굴파리 유충 각 10 마리씩3 반복으로 처리하였다. 처리 후 매일 잎이 마르지 않도록 습도를 유지시켜주고 5 일 동안 관찰 후 최종 살충률을 조사하였다.
- 이를 분석하여 보면 음파처리 유무에 관계없이 나타나는 단백질 은 72 개이고, 음파처리에 따라 나타나지 않는 단백질이 8 개이었고, 새롭게 나타난 단백질은 5 개로 관찰되었다. 특이적 단백질을 분석하기 위해 음파처리에서 사라진 단백질 5 개와 새롭게 나타난 단백질 3 개를 각각 분리한 후 tandem mass spectrometry 방식으로각 단백질의 mass spectrogram을 얻었다. 이 자료를 MASCOTdatabase 검색엔진을 이용하여 동정하였다(Fig.
대상 데이터
- (B) Numberof eggs per female was analyzed for 5 days at 25℃ under differentsound frequencies at 95 dB. Each treatment consisted of more than10 females. Average number of laid eggs by a female wascalculated.
- trifolii between dark and light chambers in each time atphotophase. Each treatment used 100 adults. (C) Effect of soundtreatment on the phototaxis behavior.
- 이때isoelectricfocusing (IEF)은 시료 단백질량을 300 μg으로 고정하고 100 V에서 1 시간 처리 후 500 V에서 1 시간, 다시 1 kV에서 1 시간,2 kV에서 2 시간, 4 kV에서 2 시간, 6 kV에서 1 시간, 8 kV에서8시간 등총16 시간 진행했다. IEF 용 막대젤(13 cm, pH gradient3-10, Immobiline Drystrip, GE Healthcare)을 이용하였다. 변성SDS-PAGE로 진행하기 전에 IEF 막대젤은 SDS 평형완충용액(6 M urea, 75 mM Tris-HCl, pH 8.
- 전 사육기간 동안 온도 25 ± 1°C, 상대습도 60 ± 10%, 광주기 16:8 h (L:D)의 조건에서 유지되었다. 기주 식물로 강낭콩을 이용하였다.
- 본 연구는 2010년도 농촌진흥청 아젠다 과제에서 지원한 연구과제로 수행되었다. 음파 처리 시설을 대여하여 준 (주)그린테코에 감사의 말씀을 드립니다.
- 아메리카잎굴파리 유충을 대상으로 가해 잎을 5분간 살충제에 침지하여 살충력을 분석하였다. 사용된 살충제는 스피노사드 입상수화제 (Dongbang Agro, Seoul, Korea)로 시판되는 제형을 물에 희석하였다. 아메리카잎굴파리 유충이 가해하고 있는 강낭콩 잎을 각각 10 마리당3 반복으로 농도별로 0, 7.
- 아메리카잎굴파리는 농촌진흥청 연구소 국립농업과학원 생물부 산업곤충과에서 분양받았다. 전 사육기간 동안 온도 25 ± 1°C, 상대습도 60 ± 10%, 광주기 16:8 h (L:D)의 조건에서 유지되었다.
데이터처리
- 시험 결과는 백분율 자료로서 arsine 변환 후 SAS의 PROCGLM (SAS Institute, 1989)을 이용하여 ANOVA 분석을 실시하였다. Sigma Plot8.
이론/모형
- 이 상등액을 10% trichloroacetic acid에서 단백질을 침강시켜, 침전 단백질을 시료완충용액(8 M urea, 4% CHAPS, 3-[(3-cholamidopropyl) dimethylammonio]-1-propanesulfonate, IPG buffer pH 3-10, 40 mM dithiothreitol (DTT))으로 용해시켰다. 이 단백질의 양은 Bradford 분석법(Bradford, 1976)으로 정량화하였다.
- 특이적 단백질을 분석하기 위해 음파처리에서 사라진 단백질 5 개와 새롭게 나타난 단백질 3 개를 각각 분리한 후 tandem mass spectrometry 방식으로각 단백질의 mass spectrogram을 얻었다. 이 자료를 MASCOTdatabase 검색엔진을 이용하여 동정하였다(Fig. 5B). 무처리구에서 발견되고, 음파처리구에서는 소멸된 단백질은 traffickingprotein particle complex I, triosephosphate isomerase, hypothetical protein TcasGA2_TC013388, polycystin-2, paraneoplastic neuronalantigen MA1 및 tropomyosin I (isoform M)으로 추정되었다.
- 이후 10 mA/gel로 1 시간전기영동이 실시되고 이후 25 mA/gel로 5 시간 추가로 단백질분리가 실시되었다. 전기영동 후 젤은 silver 염색법(Bio-Rad,Hercules, CA, USA)으로 제조사의 사용 방법에 따라 분리 단백질이 검출되었다.
성능/효과
- A total of 100 ovipositions were analyzed. (B) Numberof eggs per female was analyzed for 5 days at 25℃ under differentsound frequencies at 95 dB. Each treatment consisted of more than10 females.
- 이러한 현상은 스트레스 음파에 따라 잎이 물리적으로 진동하였고 이에 영향을 받은 유충이 섭식 행동에 영향을 받은 것으로 보인다. 다양한 주파수에 노출되었을 때 아메리카잎굴파리의 섭식량은 현격한 차이를 보였으며(개인정보), 특별히 5,000 Hz의 음파에서 대조구에 비해 섭식량의 큰 차이를 나타냈다(Fig. 1B).
- 5). 대조구에서 총80 개의 단백질이 검출되었으며, 처리구에서는 이보다 적은 77 개가 나타났다(Fig. 5A). 이를 분석하여 보면 음파처리 유무에 관계없이 나타나는 단백질 은 72 개이고, 음파처리에 따라 나타나지 않는 단백질이 8 개이었고, 새롭게 나타난 단백질은 5 개로 관찰되었다.
- , 2006). 따라서 스트레스 음파는 암컷 아메리카잎굴파리의 산란 선호성 및 행동에 음파감지 감각기를 통해 음성적으로 영향을 주었을 것으로 사료된다.
- 따라서 음파처리에 따른 섭식량 저하는 이 해충의 직접적 방제에 효과를 줄 수 있다. 또한 본 실험 결과는 엽육 속에 있는 유충이 이러한 음파를 감지한다는 것을 또한 의미하고 있다.
- 2A). 또한 우화기간에도 스트레스 음파는 영향을 주어 주파수가 증가함에 따라(315 Hz 이상) 우화 발육기간이 지연되는 효과를 나타냈다(Fig. 2B).
- 또한 우화한 성충을 대상으로 명암의 선택 행동을 조사한 결과 비교적 높은 주광성을 보였으며(Fig. 3B), 특히 명기간 전반부에 이러한 주광성 행동이 후반부에 비해 높았다(F = 9.00; df = 8, 18; P<0.0001).
- 이차원전기영동에서 나타난 단백질의 총수는 음파처리구에서 적게 나타났다. 또한 음파처리에 따라 일부 단백질의 발현이 억제되었으며, 반면에 새로운 단백질의 발현이 나타났다. 본 연구는 이러한 특이적 발현 단백질을 동정하고자 MALDI-TOF를 이용하여 각 단백질의 파편 조각을 만들고, 이를 MASCOT 검색엔진을 통해 유사한 단백질을 추정하였다.
- 이에 대한 후속 분석 연구가 필요하다. 본 연구는 특정 음파가 아메리카잎굴파리의 발육에 스트레스 인자로 작용할 수 있다는 것을 제시하며, 이러한 스트레스 음파를 이용하여 직접 또는 협력 방제 수단으로 응용이 가능하다는 것을 보여주었다.
- 선행조사에서 분석한 진동에 따른 섭식량 저하와 비교하여 아메리카잎굴파리는 외부 물리적 요동에 따라 섭식활동이 저해되었다고 볼 수 있다. 본 연구에서 조사되지 않았지만, 자연 조건에서 일어날 수 있는 잎의 진동은 본 연구 결과를 토대로 볼 때 이 해충의 섭식행동에 영향을 줄 수 있다고 유추된다. 일반적으로 아메리카잎굴파리의 엽육 가해는 작물체 생산에 영향을 미쳐1마리의 유충 가해에 의해 피해 잎의 광합성이 43%까지 감소할 수 있다고 보고되었다(Trumble, 1990).
- 성충시기에 스트레스 음파는 아메리카잎굴파리가 갖는 주광성에는 영향을 주지 않지만 암컷의 산란력에 억제효과를 나타냈다. 아메리카잎굴파리가 광식성이지만 선호하는 기주가 있다는 증거가 있어(Wei et al.
- 스트레스 음파가 아메리카잎굴파리의 살충제 감수성에 미치는 효과가 분석되었다(Fig. 6). 유충에 대해 잎침지법으로 분석되었을 때 스피노사드 살충제의 15.
- 본 연구는 이러한 특이적 발현 단백질을 동정하고자 MALDI-TOF를 이용하여 각 단백질의 파편 조각을 만들고, 이를 MASCOT 검색엔진을 통해 유사한 단백질을 추정하였다. 음파 처리에 따라 발현이 억제된 단백질들 가운데 trafficking protein particlecomplex I은 Tribolium castaneum 게놈에서 추정된 유전자(XP966940)와 유사성을 보이며 약 16.7 kDa의 단백질 크기를 갖으며 Sedlin_N 유전자군에 속하는 것으로 나타났다. Sedlin_N단백질은 세포내 단백질의 운송과 연관을 가져 소포체에서 골치체로 운송 또는 핵내 전사요인 활성 조절에 관여하는 것으로 알려졌다(Montpetit and Conibear, 2009; Liu et al.
- 음파처리는 용발육을 크게 저하시켜 용기간을 연장시키고우화율을 낮추었다. 음파처리를 받은 용은 체내 단백질 발현 패턴이 무처리에 비해 상이하여 음파에 직간접적으로 영향을 받았다는 것을 분자수준에서 나타냈다. 척추동물의 경우 스트레스음파는 Tryptophan hydroxylase 활성을 변화시켜 신경계 신경전달물질인 세로토닌의 분비량을 변화시킨다고 보고하였다(Singhet al.
- 5A). 이를 분석하여 보면 음파처리 유무에 관계없이 나타나는 단백질 은 72 개이고, 음파처리에 따라 나타나지 않는 단백질이 8 개이었고, 새롭게 나타난 단백질은 5 개로 관찰되었다. 특이적 단백질을 분석하기 위해 음파처리에서 사라진 단백질 5 개와 새롭게 나타난 단백질 3 개를 각각 분리한 후 tandem mass spectrometry 방식으로각 단백질의 mass spectrogram을 얻었다.
- 따라서 이 단백질의 발현 억제는 아메리카잎굴파리의 근육 작용에 영향을 미칠 것으로 사려된다. 이외에 아직기능이 밝혀지지 않은 hypothetical protein TcasGA2_TC013388도스트레스 음파에 대해서 발현이 억제되는 것으로 나타났다.
- 이러한 영향이 아메리카잎굴파리의 우화 억제에 관여하였을 것으로 추정된다. 인체에 발현되는 polycystin-2와 유사한 아메리카잎굴파리 단백질이 스트레스 음파에 의해 억제되는 것으로 나타났다. 이 단백질은 세포막 또는 조면소포체 막에 위치하며 비특이적 양이온 전달 통로로서 작용한다(Hoffmeister et al.
- 4B). 하루 중 아메리카잎굴파리 암컷 한 마리가약 3 개의 알을 산란하는데 스트레스음파의 주파수가 증가함에 따라 감소하여, 5,000 Hz 노출 시에는 2 개 이하의 산란수를 기록했다.
후속연구
- 이상의 스트레스 음파가 아메리카잎굴파리에 미치는 생리적 변화는 응용적으로 살충제 감수성 제고 효과를 기대하였고 본 연구는 스피노사드에 대해서 그 상승효과가 입증되었다. 이러한 스트레스 음파의 살충제 감수성 제고 효과는 약제의 작용점인Nicotinic acetylcholine receptor에 대한 영향은 물론이고 약제 대사작용의 억제 등으로 추론해 볼 수 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.