초록 ▼

지난 6년간의 GRL 과제는 순조롭게 진행되었다. 일본의 AIST 연구진과의 공동 연구로 bean bug와 Burkholderia의 공생모델 시스템을 구축하고 아래와 같은 논문을 발표함으로써 수준 높은 연구 성과를 얻었다.

(1) 새로운 공생인자 동정 및 그 생물학적 기능 규명. 공생균인 Burkholderia가 숙주와의 공생을 이루기 위한 단계를 발달, 적응, 유지의 세 단계로 나누었을 때, 발달에 필요한 유전인자는 uppP이며 (2013, AEM), 적응에 필요한 유전인자는 purL과 purM (2014, ISME

지난 6년간의 GRL 과제는 순조롭게 진행되었다. 일본의 AIST 연구진과의 공동 연구로 bean bug와 Burkholderia의 공생모델 시스템을 구축하고 아래와 같은 논문을 발표함으로써 수준 높은 연구 성과를 얻었다.

(1) 새로운 공생인자 동정 및 그 생물학적 기능 규명. 공생균인 Burkholderia가 숙주와의 공생을 이루기 위한 단계를 발달, 적응, 유지의 세 단계로 나누었을 때, 발달에 필요한 유전인자는 uppP이며 (2013, AEM), 적응에 필요한 유전인자는 purL과 purM (2014, ISME J), 그리고 공생의 유지를 위해 필요한 인자는 phaC, phaP, phaR, purT (2013, PNAS; 2014, AEM; 2017, AEM)이라는 것을 증명하였다.

(2) 숙주의 장내 공생균 조절기작 연구. 곤충숙주인 노린재가 장내 공생균의 서식밀도를 적절하게 조절하기 위해 특화된 중장 기관을 가지고 있다는 것을 발표하였고, cathepsin-L-like protease가 항균물질임을 증명하였다(2013, AEM; 2015, DCI). 또한 곤충은 탈피시기에 항균 물질을 분비함으로써 장내 공생균의 수를 감소 조절한다는 사실도 밝혀내었다 (2014, DCI) 또한, 곤충숙주에 의해 장내에 서식하고 있는 공생균은 세포벽 구성성분이 변화하는 것을 발견하였고, 이의 공생학적 의미를 규명하였다 (2014, JBC).

(3) 장내 공생균과 뇌의 연관관계 규명. 장내 공생균과 곤충숙주의 뇌 호르몬인 JH가 연관성이 있다는 것을 밝혀내었다. 또한 뇌의 JH 분비에 의해 생성이 조절되는 것으로 알려진 곤충숙주의 hexamerin이 노린재의 성장 및 발달을 조절하는 핵심적인 단백질이라는 것을 규명하였다 (2017, DCI).

(4) 노린재의 선천성 면역반응체계와 공생균의 상관관계 규명. 공생균을 가지고 있는 SYM 곤충과 공생균을 가지고 있지 않은 APO 곤충을 이용하여 외래병원체의 감염실험을 한 결과에서 SYM 곤충이 APO 곤충보다 생존률이 높고, hemolymph의 항균활성도 높다는 결과를 얻었다 (2015, DCI). 또한 톱다리개미허리노린재 중장기관에서의 EST data (2013, Plos One)와 fat body의 RNAseq 결과를 통해 노린재에 존재하고 있는 면역에 관여하는 단백질의 존재여부와 발현 정도를 확인하였다.

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

Ⅳ. Research Results
● I have listed the research results in below.
(1) Symbiont's symbiotic mechanism. When the symbiosis process is divided into three step, there are initiation, accommodation and persistence of symbiotic association. We found that bacterial initiation symbiotic factor is upp

Ⅳ. Research Results
● I have listed the research results in below.
(1) Symbiont's symbiotic mechanism. When the symbiosis process is divided into three step, there are initiation, accommodation and persistence of symbiotic association. We found that bacterial initiation symbiotic factor is uppP (2013, AEM) and accommodation factor is purine-biosynthesis genes (purL and purM) (2014, ISME J). Furthermore, we found that PHA related genes (phaC, phaP and phaR) (2013, PNAS) as well as biofilm related gene (purT) (2014, AEM) is involved with symbiont's persistence.

(2) Host's symbiotic mechanism. Bean bug has two mechanisms to control symbiont's population. One is specified gut region (M4B) has highly potent antimicrobial activity against symbiont and cathepsin L-like protease is antimicrobial substance from host insect (2013, AEM; 2015, DCI). The other is that during molting period there are antimicrobial activity in symbiotic M4 region, decreasing symbiont population and rip-thanatin is antimicrobial peptide to control symbiont population during pathogenic infection (2014, DCI; 2017, publication in preparation). Furthermore, we have found that symbiont undergo dramatic changes in cell wall by host factor (2014, JBC).

(3) Brain-Gut axis. We have proved that symbiont affects JH titer. Furthermore, we identified key protein for insect's development, hexamerin, and this hexamerin is affected by symbiont (2017, DCI). Since hexamerin is known to affected by JH, this result provide a good possibility of connecting gut and brain.

(4) Innate immunity and symbiosis. We have found that SYM insect has more enhanced immune response than APO insect, suggesting symbiont positively affect the insect immunity (2015, DCI). We also profiled immune related gene expression in bean bug by EST and RNA-seq (2013, Plos One). These results will help us to proceed our study on hemimetabolous insect immunity and immune mechanism against symbiont.

(출처 : SUMMARY 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 10
• 목차 ... 11
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 12
• 제1절 연구개발의 목표 및 필요성 ... 12
• 제2절 연구의 범위 ... 15
• 제2장 국내외 연구 현황 ... 18
• 제1절 국내외 연구에 대한 연구 현황 ... 18
• 제2절 본 연구가 국내외 연구에 차지하는 위치 ... 21
• 제3장 연구 내용 및 결과 ... 24
• 제1절 연구 범위 및 실험적 접근방법 ... 24
• 제2절 연구수행 방법 ... 36
• 제3절 연구개발 내용 및 결과 ... 48
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 226
• 제1절 연구개발목표의 달성도 및 기여도 ... 226
• 제2절 국내 연구인력 양성 결과 ... 230
• 제3절 해외기관과의 공동연구 성과 ... 235
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 237
• 제1절 추가연구의 필요성 ... 237
• 제2절 타 연구에의 응용 ... 239
• 제3절 연구결과의 활용방안 및 기대효과 ... 241
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 243
• 제7장 연구시설ㆍ장비 현황 ... 244
• 제8장 참고문헌 ... 245
• Final report for the GRL ... 250
• 끝페이지 ... 272