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아시아 국가 내에서 감염빈도가 높은 플라비바이러스의 구별: 생물정보학적 접근을 통한 항원결정기 예측

Discrimination of Flaviviruses with High Frequency of Infection in Asian Countries: Epitope Prediction by Bioinformatic Approaches

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.18 no.4, 2018년, pp.99 - 113  

최재원 (충북대학교 생화학과) ,  조병관 (충북대학교 생화학과) ,  김민정 (충북대학교 생화학과) ,  박수지 (충북대학교 생화학과) ,  김학용 (충북대학교 생화학과)

초록
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최근 지구온난화로 인해 모기의 서식지가 넓어짐에 따라, 모기가 매개하는 감염병의 감염기회가 높아지고 있다. 플라비바이러스는 대표적인 모기매개 바이러스로, 아시아 국가 내에서 상대적으로 감염빈도가 높은 플라비바이러스로는 지카 바이러스, 뎅기 바이러스일본뇌염 바이러스가 있다. 이들은 감염증상 및 치료방법이 다르기 때문에 정확한 구별진단이 요구되고 있지만, 아직까지 정확하게 구별 가능한 진단기술이 없다. 본 연구에서는 생물정보학 데이터베이스에 구축된 정보 및 분석도구를 바탕으로 플라비바이러스 구별 진단법에 대해 제안하였다. 3종 플라비바이러스의 면역진단을 위한 표적 단백질로는 외피단백질 및 비구조단백질 1을 선정하였으며, 이들의 아미노산 다중 서열 분석을 통해 상동성을 분석하였다. 이로부터 연속적 10-15개의 펩타이드로 구성된 항원결정기 후보를 선별하였으며, 면역원성 분석과 3차원 구조 예측을 통해 가장 유용한 항원결정기 2종을 제시하였다. 이는 아시아 국가 내에서 감염빈도가 높은 3종의 플라비바이러스의 구별진단을 위한 활용 가치가 높을 것으로 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, global warming has widened the habitat of mosquitoes and infection chances for mosquito-borne diseases are increasing. Flavivirus is a typical mosquito-borne virus. Flaviviruses with a relatively high frequency of infection in Asian countries include Zika, Dengue, and Japanese encephalitis...

주제어

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문제 정의

  • 특히 아시아 국가들에서 최근 감염빈도가 상대적으로 높은 지카 바이러스, 뎅기 바이러스 및 일본뇌염 바이러스 등 3종의 플라비바이러스 감염에 대한 구별진단이 더욱더 중요해지고 있는 상황이다. 따라서 본 연구에서는 지카 바이러스, 뎅기 바이러스 및 일본뇌염 바이러스를 구별하기 위한 연구방법론을 제시하고 이의 활용방안에 대해 논의하고자 한다.
  • 본 연구에서는 여러 가지 생물정보학 데이터베이스를 활용한 정보 및 분석기법을 바탕으로, 아시아 국가 내에서 감염빈도가 상대적으로 높은 3종의 플라비바이러스인 지카 바이러스, 뎅기 바이러스 및 일본뇌염 바이러스 감염으로부터 이들을 구별하기 위한 항원결정기를 도출하였다. 바이러스 정보가 구축된 데이터베이스, 단백질에 대한 아미노산 서열이 구축된 데이터베이스, 아미노산 서열 분석도구, 단백질 3차원 구조 예측 데이터베이스, 항원결정기 면역원성 분석 데이터베이스, 펩타이드 3차원 구조 예측 데이터베이스 등의 생물 정보학 관련 데이터베이스를 종합적으로 활용하였으 며, 이로부터 3종의 플라비바이러스가 공통으로 갖는 여러 종류의 단백질 중에서도 면역진단에 유리한 외피 단백질 및 비구조단백질 1을 표적 단백질로 선정하였다.
  • 구체적으로는 항원-항체반응을 기초로 하는 면역진단 분야에서 아직까지 서로 다른 플라비바이러스 구별이 불가능하다는 한계를 극복하기 위해, 여러 생물정보학 관련 데이터베이스(database, DB)를 이용하였다. 생물정보학 데이터베이스에 구축된 정보들 및 생물정보학적 분석기법을 바탕으로, 플라비바이러스를 구성하고 있는 단백질들에 대한 항원결정기(epitope)를 제시하고, 이를 활용한 아시아 국가 내에서 감염빈도가 높은 3종의 플라비바이러스 구별을 위한 면역진단 기술 개발에 대해 논의하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
플라비바이러스는 무엇인가? 플라비바이러스(Flavivirus)는 플라비비리데 과 (Flaviviridae family)의 하위 생물학적 분류인 속 (genus)을 지칭한다. 플라비바이러스의 대표적인 종 (species)으로는 지카 바이러스(Zika virus), 뎅기 바이러스(Dengue virus), 일본뇌염 바이러스(Japanese encephalitis virus), 황열 바이러스(Yellow fever virus), 웨스트 나일 바이러스(West Nile virus) 및 세인트루이스 뇌염 바이러스(St.
플라비바이러스 중 아시아 국가 내에서 상대적으로 감염빈도가 높은 것은 무엇인가? 최근 지구온난화로 인해 모기의 서식지가 넓어짐에 따라, 모기가 매개하는 감염병의 감염기회가 높아지고 있다. 플라비바이러스는 대표적인 모기매개 바이러스로, 아시아 국가 내에서 상대적으로 감염빈도가 높은 플라비바이러스로는 지카 바이러스, 뎅기 바이러스 및 일본뇌염 바이러스가 있다. 이들은 감염증상 및 치료방법이 다르기 때문에 정확한 구별진단이 요구되고 있지만, 아직까지 정확하게 구별 가능한 진단기술이 없다.
플라비바이러스의 공통된 특징은 무엇이가? 플라비바이러스들은 모두 공통의 특징을 갖는다. 이들은 모두 40~65 나노미터(nm)의 크기로 구형 (spherical)의 형태이며, 전자현미경을 이용하여 관찰이 가능하다. 또한 플라비바이러스의 유전자는 (+)단일가닥의 리보핵산(RNA)으로, 약 10,000~11,000개의 염기 (base)로 구성되어있다.
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