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항노로바이러스 천연물을 이용한 식품개발

Anti-norovirus activity of natural compounds and its potential in food application

식품과학과 산업 = Food science and industry, v.50 no.1, 2017년, pp.67 - 73  

김연지 (고려대학교 생명과학대학 생명공학과) ,  이정수 (식품의약품안전처 식품의약품안전평가원 미생물과) ,  주인선 (식품의약품안전처 식품의약품안전평가원 미생물과) ,  이성준 (고려대학교 생명과학대학 생명공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Control of food pathogens is critical in food safety field. Norovirus is one of the major causes of gastroenteritis and food poisoning worldwide, however, currently, there is not a vaccine or a specific drug available for its treatment. There are several methods to inactivate norovirus during food p...

주제어

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문제 정의

  • 최종적으로 선정된 항노로바이러스 활성을 가지는 복합물을 노로바이러스 다검출 식품에 처리하여 식품 적용가능성을 평가하였고 이에 따른 시제품을 제작하여 현재 특허 및 학술논문을 투고중이다. 본 총설 논문에서는 3년간 진행되었던 연구과정을 요약 정리하고 주요 성과를 간략 요약하여 소개하고자 한다.
  • 이를 위하여 본 연구에서는 식품의약품안전처 지원으로 노로바이러스 식중독 근원적 예방 연구 사업단에 참여하여 자연유래(천연) 노로바이러스 저해물질 탐색 연구를 수행하였다. 식품 분야에서 향균 작용 기능이 알려진 식물화학물질(phytochemical), 약초 등을 대상으로 항노로바이러스 활성을 평가하여 편리성, 안전성과 더불어 생리 기능성을 갖춘 신규 항노로바이러스 소재를 발굴하고 실제 식품 적용 가능성을 검증함으로써 식품 산업에도 활용이 가능하도록 하고자 하였다.
  • HG23는 인간 노로바이러스 replicon을 안정적으로 발현하는 세포주로 인간 노로바이러스가 숙주세포에서 복제되는 기작이나 저해제 연구에 많이 사용되어 온 세포주이다. 이 세포주를 이용한 실험은 plaque assay 실험법과 다르게 감염된 노로바이러스의 복제 저해를 평가하는 실험이다. 실험 결과, 레몬그라스 에센셜 오일을 HG23 세포주에 0.
  • 현재, 바이러스를 제어하기 위하여 열수 처리, UV 조사, 염소나 오존을 이용한 화학적인 소독제 등이 사용되고 있으나, 이 방법들로는 독성 유발, 인체 부작용, 식품 내 영양소 손실 등의 문제로 식품 적용에 한계가 존재하므로 최근 천연물질을 이용한 항노로바이러스 효능 연구가 진행되고 있다(17, 18). 이를 위하여 본 연구에서는 식품의약품안전처 지원으로 노로바이러스 식중독 근원적 예방 연구 사업단에 참여하여 자연유래(천연) 노로바이러스 저해물질 탐색 연구를 수행하였다. 식품 분야에서 향균 작용 기능이 알려진 식물화학물질(phytochemical), 약초 등을 대상으로 항노로바이러스 활성을 평가하여 편리성, 안전성과 더불어 생리 기능성을 갖춘 신규 항노로바이러스 소재를 발굴하고 실제 식품 적용 가능성을 검증함으로써 식품 산업에도 활용이 가능하도록 하고자 하였다.
  • 항노로바이러스 효능이 기대되는 천연추출물 라이브러리를 구축하기 위해 논문검색을 실시하였다. 즉, 국내·외 주요 학술 검색 사이트(PubMed, Google scholar, RISS 및 DBpia) 및 동의보감, 본초강목 등 고문헌을 기반으로 향균 및 항바이러스 효능이 보고되거나 기대되는 천연물 150여 종 선정하고, 생명공학연구원 자생천연추출물 은행 및 기존 공동연구자 네트워크를 통해 대상 천연물 원료를 확보하여 천연물 라이브러리를 구축한 후 plaque assay를 이용하여 항노로바이러스 활성 스크리닝을 실시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
노로바이러스는 어떤 병원체로 인식되는가? 노로바이러스는 겨울철 장염의 주요 원인이 되는 바이러스로 전 세계적으로 가장 많은 빈도의 장염을 일으키는 것으로 알려져 있다(1,2). 유아에서 성인까지 다양한 연령층에 감염성 위장염을 일으키며 강력한 감염성과 전파력으로 식품위생 후진국은 물론 미국, 일본, 독일 등 선진국에서도 주요 식중독 유발 병원체로 인식되고 있다(3,4). 노로바이러스에 감염되면 오심, 구토, 설사, 복통 등의 급성 위장염 증상이 나타난다.
노로바이러스는 무엇인가? 노로바이러스는 바이러스학적 분류상 Caliciviridae과에 속하는 7.5 ~ 7.6 kb크기의 단일가닥 RNA 바이러스로, 유전자의 다양성이 크게 나타나며 유전자형 GⅠ, GⅡ, GⅣ이 사람에게 감염을 일으킨다(13). 노로바이러스 감염력은 매우 강력하여 적은 바이러스 입자만으로도 인체감염이 가능하고, 겨울에 유행하는 계절적인 특징을 보이나 최근에는 여름철까지 지속적으로 발생하여 바이러스 제어 및 예방 연구는 공중보건학상 매우 중요하다(14).
노로바이러스에 감염되는 어떤 증상이 나타나는가? 유아에서 성인까지 다양한 연령층에 감염성 위장염을 일으키며 강력한 감염성과 전파력으로 식품위생 후진국은 물론 미국, 일본, 독일 등 선진국에서도 주요 식중독 유발 병원체로 인식되고 있다(3,4). 노로바이러스에 감염되면 오심, 구토, 설사, 복통 등의 급성 위장염 증상이 나타난다. 대부분의 경우는 증상이 경미하여 1~2일 후 자연적으로 회복되는 경우가 많으나 바이러스에 대한 저항성이 낮은 어린이나 노약자들의 경우에는 매우 치명적이다(5,6).
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참고문헌 (20)

  1. Siebenga JJ, Vennema H, Zheng DP, Vinje J, Lee BE, Pang XL, Ho ECM, Lim W, Choudekar A, Broor S, Halperin T, Rasool NBG, Hewitt J, Greening GE, Jin M, Duan ZJ, Lucero Y, O'Ryan M, Hoehne M, Schreier E, Ratcliff RM, White PA, Iritani N, Reuter G, Koopmans M. Norovirus Illness Is a Global Problem: Emergence and Spread of Norovirus GII.4 Variants, 2001-2007. J. Infect. Dis. 200: 802-812 (2009) 

  2. Koo HL, Ajami N, Ajmar RL, DuPont HL. Noroviruses: The leading cause of gastroenteritis worldwide. Discov Med. 10: 61-70 (2010) 

  3. Glass Rl, Parashar UD, Estes MK. Norovirus gastroenteritis. N. Engl. J. Med. 361: 1776-1785 (2009) 

  4. Fankhauser RL, Monroe SS, Noel JS, Humphrey CD, Bresee JS, Parashar UD, Ando T, Glass RI. Epidemiologic and molecular trends of "Norwalk-like viruses" associated with outbreaks of gastroenteritis in the United States. J. Inflect. Dis. 186: 1-7 (2002) 

  5. Yoon JS, Lee SG, Hong SK, Lee SA, Jheong WH, Oh SS, Oh MH, Ko GP, Lee CH, Paik SY. Molecular epidemiology of norovirus infections in children with acute gastroenteritis in South Korea in November 2005 through November 2006. J. Clin. Microbiol. 46: 1474-1477 (2008) 

  6. Leuenberger S, Widdowson MA, Feilchenfeldt J, Egger R, Streuli RA. Norovirus outbreak in a district general hospital-new strain identified. Swiss Med. Wkly. 137: 57-81 (2007) 

  7. Center for Disease Control and Prevention. U.S. Trends and Outbreaks. Available from: https://www.cdc.gov/norovirus/trendsoutbreaks.html. Accessed Dec. 10, 2015. 

  8. 국립환경과학원. 지하수 등 비소독수의 노로바이러스 오염제어방안 연구 (2011) 

  9. Sabria A, Pinto RM, Bosch A, Bartolome R, Cornejo T, Torner N, Martinez A, Simon M, Dominguez A, Guix S. Norovirus shedding among food and healthcare workers exposed to the virus in outbreak settings. J. Clin. Virol. 82: 119-125 (2016) 

  10. Kingsley DH, Richards GP. Persistence of hepatitis A virus in oysters. J. Food Prot. 66:331-334 (2003) 

  11. Made D, Trubner K, Neubert E, Hohne M, Johne R. Detection and Typing of Norovirus from Frozen Strawberries Involved in a Large-Scale Gastroenteritis Outbreak in Germany. Food Environ. Virol. 5: 162-168 (2013) 

  12. Barker SF. Risk of norovirus gastroenteritis from consumption of vegetables irrigated with highly treated munticipal wastewater-evaluation of methods to estimate sewage quality. Risk Anal. 34: 803-817 (2014) 

  13. Hardy ME. Norovirus protein structure and function. FEMS Microbiol Lett. 253: 1-8 (2005) 

  14. Chapman AS, Witkop CT, Escobar JD, Schlorman CA, DeMarcus LS, Marmer LM, Crum. ME. Norovirus outbreak associated with person-to-person transmission, U.S. Air Force Academy, July 2011. MSMR. 18: 2-5 (2011) 

  15. 식품의약품안전청. 노로바이러스 관리 매뉴얼 (2012) 

  16. Seo K, Lee JE, Lim MY, Ko G. Effect of temperature, pH, and NaCl on the inactivation kinetics of murine norovirus. J. Food Prot 75: 533-540 (2012) 

  17. Gilling DH, Kitajima M, Torrey JR, Bright KR. Antiviral efficacy and mechanisms of action of oregano essential oil and its primary component carvacrol against murine norovirus. J. Appl. Microbiol. 116: 1149-1163 (2014) 

  18. Rocha-Pereira J, Neyts J, Jochmans D. Norovirus: targets and tools in antiviral drug discovery. Biochem. Pharmacol. 91: 1-11 (2014) 

  19. Bolton SL, Kotwal G, Harrison MA, Law SE, Harrison JA, Cannon JL. Sanitizer efficacy against murine norovirus, a surrogale for human norovirus, on stainless steel surfaces when using three application methods. Appl. Environ. Microbiol. 79: 1368-1377 (2013) 

  20. Baert L, Wobus CE, Van Coillie E, Thackray LB. Debevere J, Uyttendaele M. Detection of murine norovirus 1 by using plaque: assay, transfection assay, and real-time reverse transcription-PCR before and after heat exposure. Appl. Environ. Microbiol. 74: 543-546 (2008) 

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