[논문]어류신경괴사증바이러스(nervous necrosis virus, NNV) 감염에 따른 숙주의 방어기전관련 세포신호전달

김종오

doi:10.5352/jls.2020.30.4.402

어류신경괴사증바이러스(nervous necrosis virus, NNV) 감염에 따른 숙주의 방어기전관련 세포신호전달
Intracellular Signaling Pathway for Host Defense Mechanisms against Piscine Nervous Necrosis Virus (NNV) 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.30 no.4, 2020년, pp.402 - 409

김종오 (부경대학교 해양생명과학연구소)

초록
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신경괴사증바이러스(NNV)는 25 nm의 작은 입자 크기에 RNA1 (3.4 kb, RdRp), RNA2 (1.4 kb, capsid protein) 두 가닥의 RNA를 유전정보를 가진다. NNV는 1980년대 말 처음 보고된 이후 전 세계적으로 120여종의 어류에 감염을 일으키며 심각한 피해를 일으키고 있는 바이러스이다. NNV 감염에 의한 피해를 최소화하고 효율적인 백신들을 개발하기 위해서는 무엇보다 NNV 감염에 따른 세포내 신호전달체계를 이해할 필요가 있다. NNV는 세포내 감염 이후 숙주가 가진 바이러스 복제에 필요한 요소들을 이용할 수 있도록 숙주세포의 cell cycle arrest 등의 기작을 이용하는 것으로 알려졌다. 반면에 숙주 세포는 NNV와 감염된 세포를 제어하기 위해 RIG-1-like receptor signaling pathway 등을 통해 NNV 감염을 인지한 다음 IFN signaling pathway를 통해 항바이러스 작용에 필요한 ISG들을 발현시킨다. 또한 감염된 세포들을 사멸시키기 위해 ER stress를 통한 unfolded protein response (UPR), mitochondria-mediated cell death 작용을 통해 감염된 세포의 apoptosis를 유발한다. NNV 감염 기작에 대한 세포신호전달연구는 아직 초기단계이며 검증해야 할 pathway들이 아직도 많이 남아있는 상황이다. 따라서 NNV 감염과 연관된 다양한 세포신호전달체계를 탐색하고 질병 특이적인 세포신호전달체계를 이해함으로써 신속하고 정확한 진단법 및 백신 개발에 많은 도움이 될 것으로 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Nervous necrosis virus (NNV) contains a bi-segmented viral genome, RNA1 (3.4 kb, RdRp), and RNA2 (1.4 kb, capsid protein) in a small particle (25 nm). Despite its extremely compact size, NNV has caused serious damage by infecting approximately 120 fish species worldwide since it was first reported in the late 1980s. In order to minimize the damage caused by NNV infection and develop effective vaccines, it is necessary to understand the intra cellular signaling system according to NNV infection. NNV infection induces cell cycle arrest at the G1 phase via the p53-dependent pathway to use the cellular system for its replication. Otherwise, host cells recognize NNV infection through the RIG-1-like receptor (RLR) signaling pathway to control the virus and infected cells, and then ISGs required for antiviral action are activated via the IFN signaling pathway. Moreover, apoptosis of infected cells is triggered by the unfolded protein response (UPR) through ER stress and mitochondria-mediated cell death. Cell signaling studies on the NNV infection mechanisms are still at an early stage and many pathways have yet to be identified. Understanding the various disease-specific cellular signaling systems associated with NNV infection is essential for rapid and accurate diagnosis and vaccine development.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig. 1. NNV life cycle and P53 signaling pathway (based on KEGG map04115 pathway).
그림 Fig. 2. Signaling and ligand-receptor models for type I IFNs in fish [15].
그림 Fig. 3. RIG-1-like receptor signaling pathway (based on KEGG map04622 pathway).
그림 Fig. 4. Apoptosis pathway (based on KEGG map04210).

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

이러한 신호전달기전에 대한 연구들은 NNV 감염에 따른 숙주의 생물학적 현상 이해뿐만 아니라 백신의 작용 기전을 이해하고 개발 전략을 수립하는데 크게 기여할 것으로 보인다. 따라서 본 총설에서는 지금까지 보고된 NNV의 세포신호전달과 관련된 내용들을 정리해 보고자 한다.

성능/효과

Mai 등(2018)은 Orange-spotted grouper 유래의 GS 세포에 NNV가 감염되었을 때 p53 signaling pathway를 활성화시켜 GS 세포의 세포 주기를 G1기에 정지시킨 후 바이러스 복제가 지속되었다고 보고하였다[26]. 이 결과에 따르면 NNV 감염에 의해 p53의 인산화와 세포내 축적이 일어났고 cyclin-dependent kinase inhibitor 1A (p21)의 증가와 cyclin E 및 cyclin-dependent kinase 2 (CDK2)의 감소가 일어나 결국엔 감염된 세포가 G1 세포 주기에 머무르는 결과를 보였다(Fig. 1). 감염된 세포가 사멸되지 않고 지속적으로 유지된 상태에서 바이러스는 입자 생성 및 복제에 필요한 기작을 유지하는 것으로 여겨진다.

후속연구

NNV 감염 기작에 대한 세포신호전달연구는 아직 초기단계이며 검 해야 할 pathway들이 아직도 많이 남아있는 상황이다. 따라서 NNV 감염과 연관된 다양한 세포신호전달체계를 탐색하고 질병 특이적인 세포신호전달체계를 이해함으로써 신속하고 정확한 진단법 및 백신 개발에 많은 도움이 될 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	신경괴사증바이러스 유전자의 특징은 무엇인가?	신경괴사증바이러스(NNV)는 25 nm의 작은 입자 크기에 RNA1 (3.4 kb, RdRp), RNA2 (1.4 kb, capsid protein) 두 가닥의 RNA를 유전정보를 가진다. NNV는 1980년대 말 처음 보고된 이후 전 세계적으로 120여종의 어류에 감염을 일으키며 심각한 피해를 일으키고 있는 바이러스이다.
	바이러스성 신경괴사증은 어떤 양식어종에서 발생하는가?	Viral encephalopathy and retinopathy (VER)이라고도 불리는 바이러스성 신경괴사증 viral nervous necrosis (VNN)은 1980년대 말 일본에서 처음 보고된 이후 전 세계적으로 심각한 피해를 일으키고 있는 질병이다[29]. 최근까지의 연구에 따르면 VNN은 barramundi (Lates calcarifer), 터봇(Scophthalmus maximus) 등 유럽의 주요 양식어종을 비롯하여 줄전갱이(Pseudocaranx dentex), 돌돔(Oplegnathus fasciatus), 붉바리(Epinephelus akaara), 자바리(Epinephelus moara), 넙치(Paralichthys olivaceus) 등 우리나라 및 아시아 주요 양식어종에서도 발생하고 있으며 약 120여종 이상의 해산어에서 보고되고 있다[8, 11, 29]. VNN은 특히 여름철 고수온기에 종묘생산단계의 자어부터 성어에 이르기까지 폐사를 유발하며, 감염어는 뇌 신경세포의 괴사로 인한 비정상적인 유영이 나타난다[14].
	NNV란 언제 보고되었으며, 어떤 피해를 주는 바이러스인가?	4 kb, capsid protein) 두 가닥의 RNA를 유전정보를 가진다. NNV는 1980년대 말 처음 보고된 이후 전 세계적으로 120여종의 어류에 감염을 일으키며 심각한 피해를 일으키고 있는 바이러스이다. NNV 감염에 의한 피해를 최소화하고 효율적인 백신들을 개발하기 위해서는 무엇보다 NNV 감염에 따른 세포내 신호전달체계를 이해할 필요가 있다.

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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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