초록 ▼

Ⅰ. 서 론
전 세계적으로 화학물질은 약 30만여 종이 상업적으로 이용되고 있으며 이밖에도 매년 2천여 종의 화학물질이 새롭게 개발되어 상품으로 생산, 유통되고있다. 현재 우리나라에서 사용되는 화학물질은 4만여 종에 이르며, 매년 400여종의 화학물질이 새로 유통되는 것으로 알려져 있다. 우리나라의 화학물질관리는 기존 및 신규 화학물질에 대한 유해성 심사 과정을 통하여 화학물질을 분류하고 취급시 주의 방법과 적정 규제방안 등을 마련하고 있다. 이 중 잔류성유기오염물질(Persistant Organic Pollutants, PO

Ⅰ. 서 론
전 세계적으로 화학물질은 약 30만여 종이 상업적으로 이용되고 있으며 이밖에도 매년 2천여 종의 화학물질이 새롭게 개발되어 상품으로 생산, 유통되고있다. 현재 우리나라에서 사용되는 화학물질은 4만여 종에 이르며, 매년 400여종의 화학물질이 새로 유통되는 것으로 알려져 있다. 우리나라의 화학물질관리는 기존 및 신규 화학물질에 대한 유해성 심사 과정을 통하여 화학물질을 분류하고 취급시 주의 방법과 적정 규제방안 등을 마련하고 있다. 이 중 잔류성유기오염물질(Persistant Organic Pollutants, POPs)은 물리화학적 성질이 자연상태에서 잘 분해되지 않으며 소수성이기 때문에 대기나 토양식품을 통하여 인체에 유입되고 있으며1, 먹이 사슬을 통해 생물에 축적되고 지속적으로 독성을 유도하여 그 위해성이 염려되는 실정이다.

잔류성유기오염물질인 다이옥신은 도시쓰레기 및 산업폐기물 소각시설, 자동차 배출가스, 농약 사용이나 화학물질 제조공정, 산불 등 다양한 배출원을 통해 환경 중으로 배출되어 주변의 대기, 토양, 생물체와 같은 환경매체에 폭넓게 존재하는 것으로 알려져 있다. 잔류성유기오염물질이 포함된 기체가 대기중에 퍼지면, 주변의 강이나 호수에까지 확산을 하게 되고 주변 사업단지의 폐수 또는 농약이 살포된 농업 폐수와 함께 섞여 퇴적층에 축적되게 된다.
이러한 환경중의 다이옥신류 물질의 축적은 그 지역에 서식하는 야생동물에게도 영향을 미칠 수 있다. 실제로 전 세계적으로 많은 야생동물들이 다이옥신류를 체내에 고농도로 축적하고 있다는 것이 보고되어 있으며5, 생물농축현상에 의하여 먹이사슬의 정점에 있는 종에서 발달장애, 성 전환, 폐사와 같이 심각한 부작용을 야기한다고 알려져 있다. 예를 들면, 1960년대 북미 지역에 살포된 DDT에 노출된 Brown pelican(Pelecanus occidentalis)과 American white pelican (Pelecanus erythrorhynchos)의 난각이 DDT 살포 이전과 비교하여 얇아져서 심각한 부화 실패를 야기하였다6,7,8. 또한 co-planar PCB가 미국 롱아일랜드의 가마우지에서 배아사망과 깃털 기형, 부리 엇물림 현상, 다지증,소두증, 무안구증과 소안구증과 같은 선천적 기형을 유발한 것은 유해물질이 야생생물의 생존을 위협한 아주 유명한 예이다. 가까운 일본의 환경청에서는 1998년부터 2007년까지 어류, 양서류, 조류, 육상포유류, 해상포유류를 포함하는 야생생물들을 대상으로 하여 다이옥신이 얼마나 축적되어 있는지에 대한 연구조사를 진행하였다. 그 결과 육안으로 관찰할 수 있는 뚜렷한 부작용은 나타나지 않았지만, 어류를 주먹이원으로 하는 해상포유류와 조류, 특히 가마우지에서의 co-planar PCB가 다른 분류군의 동물에 비하여 고농도로 축척되어있었고, 다이옥신류 물질의 총 축적량 역시 조류가 가장 고농도로 축적하는 것으로 나타났다. 또한 같은 종 내에서도 수컷이 암컷보다 축적량이 많았으며 미성숙 개체가 성체보다 더 많은 양의 다이옥신류 물질을 축적하고 있다는 사실이 밝혀졌다.

( 출처 : 본론 Ⅰ. 서론 7p )

Abstract ▼

Dioxins and Dioxin-like compounds (DLCs) are major environmental contaminants influencing on the health of various wildlife. Some birds and mammals which are top predators of food chain accumulate the high levels of DLCs in their tissues and organs by bioaccumulation and biomagnification process in

Dioxins and Dioxin-like compounds (DLCs) are major environmental contaminants influencing on the health of various wildlife. Some birds and mammals which are top predators of food chain accumulate the high levels of DLCs in their tissues and organs by bioaccumulation and biomagnification process in ecosystem, and suffer from serious symptoms like developmental disability, immunosuppression, and teratogenesis. At the present situation, it is difficult to assess the risk of DLCs in wildlife because DLCs susceptibility is various in each species and direct toxicity testing using wildlife is not possible in most cases. Toxicity of DLCs is mainly mediated by aryl hydrocarbon receptor (AHR) which is a transcriptional factor that can translocate nuclear by ligand binding and is highly conserved in various animal taxa. It has also known that the DLCs sensitivity in some mouse strains would be greatly influenced by differences of molecular structure of AHR, particularly in a ligand binding domain (LBD) regulating the binding affinity of chemicals. Our research plan is to develop an in silico modeling system using AHR activated by DLCs to predict a species-specific susceptibility to DLCs in wild birds.

In the present study, we compared and analyzed the amino acid sequences of AHR LBD sites in 15 avian species collected in Korea. We isolated total RNA from liver, kidney, and blood samples and cloned the LBD sites (620 bp) using the primer designed based on highly conserved region of vertebrate AHR1. We succeed to isolate the AHR1 LBD sites from all livers and two blood samples. The success of AHR cloning in blood samples implies the possibility of use of samples collected by non-killing methods in wild birds. Comparison of AHR1 sequences isolated from 15 avian species showed two types of AHR1 LBD which might be predicted in moderate (Ile324_Ala380) and low sensitivity (Val324_Ala380).

In our previous study, all three types of avian AHR1 LBDs (Ile324_Ser380, Ile324_Ala380, Val324_Ala380) which showed the different ligand binding affinity were reported, implying the relation between susceptibility to DLCs and AHR1 LBD types. In 15 Korean birds, almost all species except for grey-headed woodpecker showed the Ile-Ala type in AHR1 LBDs, suggesting that the moderate sensitivity type is the most typical type in susceptibility of wild birds to DLCs.

Here, we also investigated the structural characteristics of multiple avian AHR isoforms by in silico analyses. We built homology models of the three types of AHR ligand-binding domain from avian species. The volumes of ligand-binding pockets of AHR1s from each I-S, I-A and V-A types were estimated to be 308, 309 and 259 ų, respectively. Molecular docking simulations of TCDD with avian AHRs using ASEDock showed that positions of amino acids involved in the binding with TCDD are shared among species and AHR isoforms. It is suggested that all the tested avian AHR isoforms are capable of binding with TCDD. Moreover, molecular dynamics simulation revealed that mean square displacements in Ile³²⁴and Ser³⁸⁰of TCDD-bound chicken AHR1 were smaller than those in the corresponding sites (Val and Ala) of other AHRs, suggesting that the two amino acids are likely to contribute to TCDD preference. Overall, this study demonstrates that the in silico docking simulations could be a tool to predict the ligand profile of avian AHRs.

( 출처 : Abstracts 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 표목차 ... 3
• 그림목차 ... 4
• Abstract ... 5
• Ⅰ. 서론 ... 7
• Ⅱ. 연구방법 ... 14
• 1. 조류 조직시료 준비 ... 14
• 2. Total RNA 추출 및 클로닝 ... 16
• 3. AHR1 염기서열 분석 ... 18
• 4. In silico 분석 ... 19
• Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ... 24
• 1. 조직에서의 Total RNA 추출 ... 24
• 2. AHR1 리간드결합도메인의 서열 분석 ... 25
• 3. AHR1 LBD 감수성 유형분석 ... 27
• 4. AHR1 리간드 결합도메인의 in silico 분석 ... 31
• 5. 다이옥신 감수성에 관여하는 AHR1 LBD 주요 아미노산 ... 34
• Ⅳ. 결론 ... 40
• 참고문헌 ... 42
• 끝페이지 ... 48