초록 ▼

연구의 목적 및 내용
최근 지구의 급격한 기후변화와 생태계의 환경변화로 인해서, 전 세계적으로 다양한 종류의 인수공통 신변종 바이러스들이 주기적으로 출현하고 있다. 또한 현대 교통수단의 발달로 인해서 사람뿐 아니라, 가축을 포함한 동물의 장거리 이동이 용이하게 됨으로써, 일본뇌염, 웨스트나일, 뎅기 및 황열바이러스를 포함한 신변종 신경계 플라비바이러스의 감염 및 전파가 전 세계적으로 새롭게 큰 문제로 대두되고 있다. 따라서 이러한 신변종 신경계 플라비바이러스에 대한 차세대 예방백신 개발을 위한 연구가 무엇보다도 시급한 상황이다

연구의 목적 및 내용
최근 지구의 급격한 기후변화와 생태계의 환경변화로 인해서, 전 세계적으로 다양한 종류의 인수공통 신변종 바이러스들이 주기적으로 출현하고 있다. 또한 현대 교통수단의 발달로 인해서 사람뿐 아니라, 가축을 포함한 동물의 장거리 이동이 용이하게 됨으로써, 일본뇌염, 웨스트나일, 뎅기 및 황열바이러스를 포함한 신변종 신경계 플라비바이러스의 감염 및 전파가 전 세계적으로 새롭게 큰 문제로 대두되고 있다. 따라서 이러한 신변종 신경계 플라비바이러스에 대한 차세대 예방백신 개발을 위한 연구가 무엇보다도 시급한 상황이다. 그러므로 본 연구에서는 신변종신경계 플라비바이러스에 대한 차세대 예방백신 개발을 위한 기초연구로써, 독창적인 역상유전자 시스템(Reverse Genetics System)과 유전학적 실렉션시스템(Genetic Selection System)을 이용하여, 일본뇌염바이러스의 신경계 병원성 유발인자를 동정하고, 분자생물학적 메카니즘과 제어기전을 규명하고자 하였다 [연구결과 참조].
연구결과
본 연구과제의 연구결과는 다음과 같다.
1. 일본뇌염바이러스의 신경독성(neurovirulence) 및 신경침입성(neuroinvasiveness)에 관여하는 바이러스 유발인자 동정 [수행완료]
● 동일 유전자형으로부터 신경독성 및 비신경독성을 가진 각각의 바이러스주 분리 및 정제
● 동일 유전자형으로부터 신경침입성 및 비신경침입성을 가진 각각의 바이러스주 분리 및 정제
● 분리 정제된 바이러스 게놈 RNA의 전체 염기서열 분석을 통한 신경독성 및 신경침입성에 관련된 바이러스 유발인자 동정
● Infectious cDNA technology를 이용하여 동정된 신경독성 및 신경침입성에 관여하는 유발인자의 분자생물학적 작용기작 규명
2. 일본뇌염바이러스의 특정 RNA 염기서열 및 이차구조가 신경독성(neurovirulence) 및 신경침입성(neuroinvasiveness)에 미치는 영향 분석 [수행완료]
● 일본뇌염바이러스의 5' 말단에 존재하는 95개 특정 염기서열 및 이차구조의 영향 분석
● 일본뇌염바이러스의 3' 말단에 존재하는 574개 특정 염기서열 및 이차구조의 영향 분석
● Infectious cDNA technology를 이용하여 신경독성 및 신경침입성에 관여하는 특정 염기서열 및 이차구조의 분자생물학적 작용기작 규명
3. 일본뇌염바이러스의 특정 단백질이 신경독성(neurovirulence) 및 신경침입성 (neuroinvasiveness)에 미치는 영향 분석 [수행완료]
● 일본뇌염바이러스의 구조단백질 prM과 E의 신경독성 또는 신경침입성에 미치는 영향 분석
● 일본뇌염바이러스의 복제효소 NS3와 NS5의 신경독성 또는 신경침입성에 미치는 영향 분석
● 신경독성 또는 신경침입성에 관여하는 일본뇌염바이러스 단백질과 상호작용하는 cellular protein의 동정 및 이들의 분자생물학적 작용기작 규명
연구결과의 활용계획
● 신경독성과 신경침입성에 관여하는 유발인자를 동정함으로써, 유전자 재조합기술과 역상유전자시스템을 이용하여 안전하고 효과적인 차세대 예방백신 개발에 직접 활용할 수 있다.
● 일본뇌염바이러스의 병원성에 관여하는 유발인자들의 분자생물학적 작용기작을 규명함으로써, 이들을 막을 수 있는 새로운 치료제 개발의 기틀을 제공할 수 있다.
● 일본뇌염바이러스와 유사한 웨스트나일바이러스, 뎅기열바이러스 및 황열바이러스에도 본 연구결과를 적용할 수 있음으로, 이들 신경계 플라비바이러스에 의한 감염 및 전파를 막을 수 있는 새로운 방법을 제시할 수 있다.
● 일본뇌염바이러스를 모델시스템으로 하여 신경세포와 바이러스간의 상호작용을 연구함으로써, 새로운 neuronal cell process를 새롭게 규명할 수 있다.

Abstract ▼

Purpose & contents
Due to recent global warming and environmental changes, a large number of various zoonotic viruses have been emerged and re-emerged worldwide. In addition, recent development of mass transportation vehicles facilitate the long-range migration or dissemination of these viral pat

Purpose & contents
Due to recent global warming and environmental changes, a large number of various zoonotic viruses have been emerged and re-emerged worldwide. In addition, recent development of mass transportation vehicles facilitate the long-range migration or dissemination of these viral pathogens. Among them, emerging and re-emerging neurotropic flaviviruses including Japanese encephalitis virus (JEV), West Nile virus, dengue virus, and yellow fever virus are particularly problematic, posing a great threat to the public health in the world. Thus, the development of new safer and more effective vaccines is now one of the most important research priorities to prevent the infection and spread of these emerging and re-emerging neurotropic flaviviruses. Therefore, in an effort to develop safer and more effective vaccines against these emerging and re-emerging neurotropic flaviviruses, this study is to identify and characterize neuropathogenesis-inducing factors of JEV as a model system at the molecular level, by using a combination of a genetic selection system and a reverse genetics system that we have recently established for the first time [See below].
Result
The results of this study are as follows:
1. Identification of viral neuropathogenesis-inducing elements of JEV associated with neurovirulence and neuroinvasiveness [Completed]
● Isolation and purification of a isogenic pair of neurovirulent and non-neurovirulent JEVs
● Isolation and purification of a isogenic pair of neuroinvasive and non-neuroinvasive JEVs
● Identification of viral neurovirulence-inducing and neuroinvasiveness-inducing elements of JEV by determination of the full-length genomic RNA sequence of JEVs
● Understanding of molecular mechanisms of viral neurovirulence-inducing and neuroinvasiveness-inducing elements of JEV by using an infectious JEV cDNA technology
2. Functional role of a specific RNA sequence and secondary RNA structure of JEV on neurovirulence and neuroinvasiveness [Completed]
● Role of a 95-nucleotide of JEV 5' nontranslated region and its secondary RNA structure
● Role of a 574-nucleotide of JEV 3' nontranslated region and its secondary RNA structure
● Understanding of molecular mechanisms of JEV 5' and 3' nontranslated regions on neurovirulence and neuroinvasiveness by using an infectious JEV cDNA technology
3. Functional role of JEV viral proteins on neurovirulence and neuroinvasiveness [Completed]
● Role of the viral structural proteins prM and E on neurovirulence and neuroinvasiveness
● Role of the viral repilcases NS3 and NS5 on neurovirulence and neuroinvasiveness
● Identification of cellular factors interacting with JEV viral elements associated with neurovirulence and neuroinvasiveness
Expected Contribution
● Identifying the neuropathogenesis-inducing elements of JEV will facilitate the development of a new safer and more effective vaccine against this pathogen.
● Understanding the neuropathogenesis of JEV at the molecular level will provide a platform to be able to develop a new antiviral compound to prevent the infection.
● Our findings will be applicable to other members of the neurotropic flaviviruses such as West Nile virus, dengue virus, and yellow fever virus, and thus provide a novel approach to prevent these deadly viral diseases.
● Using JEV as a model system, new neuronal cell processes will be discovered by investigating cellular interactions with JEV during viral replication.

목차 Contents

• 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서 ... 1
• 목 차 ... 2
• Ⅰ. 연구계획 요약문 ... 3
• 1. 국문요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구결과 요약문 ... 4
• 1. 한글요약문 ... 4
• 2. SUMMARY ... 5
• Ⅲ. 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 16
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 17
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 45
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 45
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 46
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 47
• 8. 참고문헌 ... 48
• 9. 연구성과 ... 53
• 10. 기타사항 ... 54