[논문]구두충(Longicollum pagrosomi)에 감염된 참돔(Pagrus major)의 Heat Shock Protein 70 (Hsp70) 발현

박형준; 민병화

doi:10.5657/kfas.2018.0163

구두충(Longicollum pagrosomi)에 감염된 참돔(Pagrus major)의 Heat Shock Protein 70 (Hsp70) 발현
Expression of a Heat Shock Protein 70 (Hsp70) in Red Seabream Pagrus major Infected with Longicollum pagrosomi 원문보기

한국수산과학회지 = Korean journal of fisheries and aquatic sciences, v.51 no.2, 2018년, pp.163 - 169

박형준 (국립수산과학원 양식관리과) , 민병화 (동해수산연구소 양식산업과)

Abstract ▼ AI-Helper

This study examined the expression of heat shock protein 70 (Hsp70) in red seabream Pagrus major infected by the, acanthocephalan parasites Longicollum pagrosomi. We cloned the full-length Hsp70 cDNA from the liver of the red seabream. The full-length cDNA had a 1,950 bp open reading frame (ORF) that encoded a protein of 650 amino acids. The deduced amino acid sequence of Hsp70 contained all of the conserved Hsp70 family signature sequences and an adenosine triphosphate (ATP)/guanosine triphosphate (GTP) binding motif, including the EEVD (consensus sequence that terminates in Hsp70 family) consensus sequence. The expression of Hsp70 mRNA was upregulated int the fish head-kidney and liver, as determined by quantitative real-time PCR. We quantified the Hsp70 mRNA expression in normal red seabream and fish infected fish by L. pagrosomi. The expression of Hsp70 mRNA was significantly higher in the infected red seabream. These results suggest that Hsp70 play a role of protection against stress and inflammation caused by the parasite and may help maintain homeostasis.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

, 2012). 따라서, 본 연구에서는 참돔으로부터 분리된 Hsp70의 분자생물학적 특성과 발현분석을 통해 질병 및 스트레스로 인한 폐사를 막기 위한 기초적인 생체방어메커니즘을 조사하고자 한다.

제안 방법

본 연구에서는 참돔으로부터 Hsp70 full-length cDNA를 건강한 어체의 간으로부터 RACE법을 통해 밝혔으며, 구두충이 참돔의 스트레스에 미치는 영향을 확인하기 위하여 대조구인 미감염 개체와 구두충에 감염된 실험어를 비교하여 Hsp70 mRNA 발현 분석을 수행하였다. 우선, 예상 크기의 단일 PCR 산물(Hsp70: 408 base pairs, bp)은 RT-PCR에 의해 분리되었고, 분리된 단일 PCR 산물을 이용하여(3’ 및 5’ RACE) Hsp70 full-length cDNA를 분리하였다.

대상 데이터

감염어는 통영에 소재하고 있는 참돔 가두리 양식장으로부터 구두충 감염이 의심되는 실험어 100미를 제공받아 국립수산과 학원(부산 기장군)으로 옮겨졌다. 이 중, 육안적 관찰을 통해 감염을 확인한 참돔 중 10미(30.
5℃ 광주기 10L:14D 조건하에서 사육중인 참돔을 이용하였다. 이 중, 감염이 확인되지 않은 참돔 10미(평균 전장 37.3±2.5 cm, 체중 818.6±124.7 g)를 선발하여 대조구로 이용되었다. 선발된 감염어 및 비감염어의 기타 세균 및 바이러스성 질병을 확인하기 위해 신장, 비장 및 간을 적출하여 국립수산과학원 병리연구과에 질병 검사를 의뢰하였다.
감염어는 통영에 소재하고 있는 참돔 가두리 양식장으로부터 구두충 감염이 의심되는 실험어 100미를 제공받아 국립수산과 학원(부산 기장군)으로 옮겨졌다. 이 중, 육안적 관찰을 통해 감염을 확인한 참돔 중 10미(30.7±4.8 cm, 체중 697.1±54.8 g) 를 선발하여 실험어로 이용하였다. 대조구인 비감염어는 국립 수산과학원 양식생물연구동 사육실내 원형수조(2톤)에서 상업용 사료를 급이하며, 사육수온 17±0.

데이터처리

각 실험결과로부터 얻어진 자료값 사이의 유의차 유무는 SPSS 통계처리프로그램(version 10.0; SPSS Inc, USA)에 의한 One-way ANOVA 및 Duncan’s multiple range test를 실시하여 참돔의 정상개체와 감염 개체간의 수치를 평균간의 유의성(P<0.05)을 검정하였다.

이론/모형

1). 참돔 Hsp70 full-length cDNA의 계통발생학적 분석은 Mega 4 software package와 neighbor joining (NJ)법을 사용하여 분석하였다. 다른 어종들과의 계통수 분석 결과 다양한 경골어류들과 cluster를 형성했고, 이들 중 zebra umbuna Maylandia zebra와는 98.

성능/효과

따라서, 본 연구결과를 요약하면 구두충에 감염된 참돔은 감염으로 인한 염증반응으로 체내 유의적인 스트레스를 유도하는 것으로 보이면서 스트레스로 인한 Hsp70 mRNA의 높은 발현 이 확인됨에 따라, 구두충 감염에 따른 참돔의 생체 유지 및 방어기작의 조절을 수행하는 것으로 여겨진다. 본 연구는 이러한 결과를 바탕으로 기생충 감염에 의한 어류의 분자생물학적 메커니즘을 밝히는데 기초적인 연구보고가 될 것으로 사료된다.

후속연구

따라서, 본 연구결과를 요약하면 구두충에 감염된 참돔은 감염으로 인한 염증반응으로 체내 유의적인 스트레스를 유도하는 것으로 보이면서 스트레스로 인한 Hsp70 mRNA의 높은 발현 이 확인됨에 따라, 구두충 감염에 따른 참돔의 생체 유지 및 방어기작의 조절을 수행하는 것으로 여겨진다. 본 연구는 이러한 결과를 바탕으로 기생충 감염에 의한 어류의 분자생물학적 메커니즘을 밝히는데 기초적인 연구보고가 될 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	참돔(Pagrus major)의 특징은 무엇인가?	참돔(Pagrus major)은 한국의 주요 해산양식어류로써 고급어종으로 분류되고 있으며, 수요가 점점 증가되고 있을 뿐만 아니라, 활선어로서 수출되어 외화획득에도 상당한 몫을 차지하고 있다(Pyen and Jo, 1982). 주로 한국의 남해안에서 해상가두리 양식을 통해 생산량이 증가하고 있지만, 참돔 양식에 있어 종종 고수온, 밀식, 외상, 저산소(Hypoxia), 어병 세균 및 바이러스의 감염을 통한 스트레스로 인해 심각한 폐사를 유발하기도 하여 양식어가 소득에 많은 영향을 미치고 있다(Kader et al.
	Heat shock protein (Hsp)이란 무엇인가?	Heat shock protein (Hsp)은 모든 생물에서 계통발생학적으로 잘 보존되어 있고, 온도뿐만 아니라 염분, 중금속, 활성산소 및 미생물의 감염을 비롯한 여러가지 스트레스 요인에 의해 높은 발현을 보이는 스트레스 단백질로 알려져 있다(Beckmann et al., 1990).
	Hsps중 Hps70의 특징은 무엇인가?	, 2002). 이 중, Hsp70은 Hsp family 중 가장 널리 알려져 있는 단백질 중 하나로, 인간(Homo sapiens)뿐만 아니라 제브라피쉬(Danio rerio), 무지개송어(Oncorhynchus mykiss), humphead snapper Lutjanus sanguineus 등 여러 경골 어류에서 보고되어진 바 있으며, 환경조건의 변화나 미생물의 감염으로 인해 손상된 세포나 단백질의 회복을 돕는다(Hutchison et al., 1994; Graser et al.

참고문헌 (31)

Alava JJ and Aguirre WE. 2005. Scanning electron microscopy of Neoechinorhynchus sp. (Acanthocephala: Neoechinorhynchidae), a possible new species of intestinal parasite of the tallfin croaker Micropogoni asaltipinnis (Gunther, 1864). Parasitol Latinoam 60, 48-53. http://dx.doi.org/10.4067/S0717-77122005000100007.
Alexander JB and Ingram GA. 1992. Noncellular nonspecific defense mechanisms of fish. In: Faisal M, Hetrick FM (Eds), Ann Rev Fish Dis 2, 249-279. https://doi.org/10.1016/0959- 8030(92)90066-7.

상세보기
Basu S, Binder RJ, Ramalingam T and Srivastava PK. 2001. CD91 is a common receptor for heat shock proteins gp96, hsp90, hsp70, and calreticulin. Immunity 14, 303-313. https://doi.org/10.1016/S1074-7613(01)00111-X.

상세보기
Basu N, Todgham, AE, Ackerman PA, Bibeau MR, Nakano K, Schulte PM and Iwama K. 2002. Heat shock protein genes and their functional significance in fish. Gene 295, 173-183. https://doi.org/10.1016/S0378-1119(02)00687-X.

상세보기
Beckmann RP, Mizzen LE and Welch WJ. 1990. Interaction of HSP70 with newly synthesized proteins: implications for protein folding and assembly. Science 248, 850-854.

상세보기
Chaicharn A and Bullock WL. 1967. The histopathology of acanthocephalan infections in suckers with observations on the intestinal histology of two species of catostomid fishes. Acta Zool 48, 19-42. https://doi.org/10.1111/j.1463-6395.1967.tb00130.x.

상세보기
Dalmo RA, Ingebrigtsen K and Bogwald J. 1997. Non-specific defence mechanisms in fish, with particular reference to the reticuloendothelial system (RES). J Fish Dis 20, 241-273. https://doi.org/10.1046/j.1365-2761.1997.00302.

상세보기
Ellis AE. 1990. Lysozyme assays. Tech Fish Immunol 1, Fl101-103.
Forsyth RB, Candido EPM, Babich SL and Iwama GK. 1997. Stress protein expression in coho salmon with bacterial kidney disease. J Aquat Anim Health 9, 8-25.

상세보기
Frank SN, Godehardt S, Nachev M, Trubiroha A, Kolas W and Sures B. 2013. Influence of the cestode Ligula intestinalis and the acanthocephalan Polymorphus minutus on levels of heat shock proteins (HSP70) and metallothioneins in their fish and crustacean intermediate hosts. Environ Poll 180, 173-179. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2013.05.014.

상세보기
Graser RT, Malnar-Dragojevic D and Vincek V. 1996. Cloning and characterization of a 70 kd heat shock cognate (hsc70) gene from the zebrafish (Danio rerio). Genetica 98, 273-276.

상세보기
Grinde B. 1989. Lysozyme from rainbow trout, Salmo gairdneri Richardson, as an antibacterial agent against fish pathogen. J Fish Dis 12, 95-104. https://doi.org/10.1111/j.1365-2761.1989.tb00281.x.

상세보기
Hatai K, Horita Y and Kubota SS. 1987. A histological study of longicollosis in cultured red seabream, Pagrus major. Fish Pathol 33, 31-32. https://doi.org/10.3147/jsfp.22.31.
He S, Liang XF, Li RQ, Li GG, Wang L and Shen D. 2010. Molecular characterization of heat shock protein 70 genes in the liver of three warm freshwater fishes with differential tolerance to microcystin-LR. J Biochem Mol Toxicol 24, 293-302. https://doi.org/10.1002/jbt.20338.

상세보기
Hutchison KA, Dittmar KD, Czar MJ and Pratt WB. 1994. Proof that hsp70 is required for assembly of the glucocorticoid receptor into a heterocomplex with hsp90. J Bio Chem 269, 5043-5049.
Iwama GK, Thomas PT, Forsyth RB and Vijayan MM. 1998. Heat shock protein expression in fish Rev Fish Biol Fisher 8, 35-36.

상세보기
Kader MA, Bulbul M, Koshio S, Ishijkawa M, Yokoyama S, Nquyen BT and Komilus CF. 2012. Effect of complete replacement of fishmeal by dehulled soybean meal with crude attractants supplementation in diets for red seabream, Pagrus major. Aquaculture 20, 109-116. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2012.04.009.
Kim SR, Lee JS, Kim JH, Oh MJ, Kim CS, Park MA and Park JJ. 2011. Fine structure of Longicollum pagrosomi (Acanthocephala: Pomphorhynchidae) and intestinal histopathology of the red seabream, Pagrus major, infected with acanthocephalans. Parasitol Res 109, 175-184.

상세보기
Mehlhorn H. 2008. Encyclopedia of parasitology. Springer, Berlin, Germany, 3-39.
Mehlhorn H. 2011. Encyclopedic reference of parasitology: Diseases In: Treatment, Therapy, 2nded. Springer, Berlin, Germany, 10-25.
Nickol BB and Crompton DWT. 1985. Biology of the Acanthocephala. Cambridge University Press, London, U.K., 330-340.
Ojima N, Yamashita M and Watabe S, 2005. Quantitative mRNA expression profiling of heat-shock protein families in rainbow trout cells. Biochem Biophys Res Commun 329, 51-57. https://doi.org/10.1016/j.bbrc. 2005.01.097.

상세보기
Pyen CK and Jo JY. 1982. Seed production of red sea-bream, Chrysophrys major. J Kor Soc Fish Aqua Sci 15, 161-170.
Reite OB. 1997. Mast cells/eosinophilic granule cells of salmonids: staining properties and responses to noxious agents. Fish Shellfish Immunol 7, 567-584. https://doi.org/10.1006/fsim.1997.0108.

상세보기
Roubal. 1993. Comparative histopathology of Longicollum (Acanthocephala: Pomphorhynchidae) infection in the alimentary tract and spleen of Acanthopagrusaustralis (Pisces: Sparidae). Int J Parasitol 23, 391-397. https://doi.org/10.1016/0020-7519(93)90015-Q.

상세보기
Roux T, Saker A, Leroy C, Frantz C and Michel H. 1996. Low temperature nitriding mechanisms of austenitic stainless steels in N2. International J Fatigue 291-299.
Suzue K and Young RA. 1996. Adjuvant-free hsp70 fusion protein system elicits humoraland cellular immune responses to HIV-1 p24. J Immunol 156, 873-879.

상세보기
Yoo JL and Janz DM. 2003. Tissue-specific HSP70 levels and reproductive physiological responses in fishes inhabiting a metal contaminated creek. Arch Environ Contam Toxicol 45, 110-120.

상세보기
Zapata A. 1979. Ultrastructure study of the teleost fish kidney. Dev Comp Immunol 3, 55-65. https://doi/org/10.1016/S0145-305X(79)80006-3.

상세보기
Zeng B and Wang W. 2007. Seasonal population dynamics of Pallisentis (Neosentis) celatus(Acanthocephala: Quadrigyridae) in the intestine of the rice-field eel Monopterus albus in China. J helminthol 81, 415-420.

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Zhang X, Pang H P, Wu Z and Jian J. 2011. Molecular characterization of heat shock protein 70 gene transcripts during Vibrio harveyi infection of humphead snapper, Lutjanus sanguineus. Fish Physiol Biochem 37, 897-910.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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