곤충은 선천성 면역과 세포성, 체액성 면역 반응을 통해 병원균과 기생충으로부터 자신을 보호할 수 있고 초파리의 microarray 분석에서 400개 이상의 면역관련 유전자들이 발견되었고, 이는 병원체 인식, 식물 생명체 및 기타 불균일한 자극에 대한 면역 반응을 조절하는 유전자들을 포함하고 있으며 본 연구에서는 곤충 생체방어 메카니즘의 이해를 위해 누에 Tf의 전사체 발현양상 분석을 통해 곤충 체내에서 Tf의 면역적 기능을 확인하는 것이다.
<h1>서 론</h1> <p>곤충은 선천성 면역(innate immunity)으로 수동적인 구조적 장벽과, 세포성 및 체액성 면역 반응을 수행한다. 체액성면역반응 중에서 항세균 펩타이드 같은 체액성 인자의 합성과 분비를 통해 침입하는 병원균과 기생충로부터 자신을 보호할 수 있으며, 수종의 곤충 트랜스페린(transferrin, Tf)이 미생물의 침입 후 과발현되어 Tf의 면역적 기능이 보고된 바 있다. 최근 초파리에서 게놈 전체에 걸친 (genome-wide) microarray 분석을 통해 항생 펩타이드(antimicrobial peptide, AMP) 유전자뿐만 아니라 400개 이상의 초파리 면역관련 유전자(Drosophila immune-regulated genes, DIGRs) 들이 넓은 범위에서 숙주의 방어 메카니즘에 관련하는 것으로 알려져 있다. 넓은 범위에서 곤충의 방어에 관련된 유전자들에는 병원체 인식(pathogen recognition), 식균작용(phagocytosis), 세포골격 재구성(cytoskeleton remodeling), 혈액응고(coagulation), 멜라닌화(melanization), 철 운반(iron transfer)과 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)의 조절에 관련된 다양한 유전자들이 포함된다.</p> <p>곤충의 면역관련 유전자로 추측되고 있는 Tf는 철결합 단백질로써 강하게 \( \mathrm { Fe } ^ { 3 + } \)와 결합하므로 \( ( \mathrm { K } _ { d } \sim 10 ^ { -22 } \mathrm { ~M } ) \), 철과의 결합을 통해 병원균이 복제를 위해서 숙주의 철을 이용하는 것을 제한함으로써 세균발육을 저지(bacteriostatic)할 수 있는 환경을 만들어 많은 병원균의 성장에 철이 이용될 수 없도록 한다. 곤충 Tf의 역할에 관한 연구의 경우, 꿀벌 Apis mellifera Tf (AmTf)는 중추신경계(central nervous system)에서 활성산소 중간체(reactive oxygen intermediate)에 대한 방어 메카니즘에 중요한 역할을 수행할 것이라고 추정되었고, 또한 성충의 뇌와 눈에서 AmTf의 높은 수준의 발현을 통해 Tf가 비행과 방향감각에 철이 관련되었음을 추측한다. 그 외 곤충 Tf의 기능에 대한 연구가 미비한 실정이다. 전사체 수준에서 곤충 Tf는 감염에 의해 과발현됨이 흰개미(termite), 모기(mosquito), 누에(silkworm) 등에서 보고되어, 선천성 면역과 관련이 있다고 추정되는 실정이다. 초파리에서 Tf는 조직 손상과 항생 과정에 관련이 있음이 밝혀졌으며, 특히 그람 양성균의 감염동안 유도되는 Toll pathway와 관련이 있다고 보고 되었다. 포유동물 Tf도 선천성 면역에 관련되었을 거라는 추측은 있지만 연구가 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 곤충 생체방어 메카니즘을 이해하기 의하여 누에 체내에 다양한 미생물 및 산화적 스트레스 유도제 처리 후 누에 Tf의 전사체 발현양상 분석을 통해 곤충 체내에서 Tf의 면역적 기능을 확인하는 것이다.</p>