본 실험결과 20-HE 및 transferrin을 단독으로 처리하였을 때 영향이 거의 없었으나, JH 및 insulin 단독 처리에서는 bPDI 유전자 발현에 영향을 나타내었다. JH는 JH-수용체 복합체를 통하여 새로운 mRNA가 합성된다는 것이 확인되었다. 해당 결과는 최초로 곤충의 여러 조건에 따른 PDI 유전자 발현조절과 곤충의 면역 및 PDI와의 관계를 해석하였다. 또한 척추동물의 PDI와 유사하게 지방체에서 발현됨을 알 수 있었다. 뿐만 아니라 비정상 구조 단백질를 변환시키는 ER foldase로 역할을 할 것으로 추정할 수 있었다.
<h2>호르몬 및 생장인자에 의한 bPDI 발현 조절</h2><p>Rat에서 PDI의 발현은 다양한 호르몬 및 생장인자에 의해서 전사수준에서 조절된다는 보고와 같이, 호르몬 및 생장인자가 bPDI 유전자 발현에 미치는 영향을 조사하기 위하여 누에 배양세포 (Bm5)에 \( 10 \% \) 소혈청을 첨가한 곤충 생장배지(TC-100 insect medium)에서 5일간 전배양한 후 배양액을 제거하고 \( 10 \% \) FBS가 첨가된 곤충 배양액에 각종 호르몬 및 생장인자를 첨가하여 24시간 동안 배양하였다. 사용된 호르몬과 생장인자는 곤충 유약호르몬인 juvenile hormone (JH), 탈피호르몬인 20-hydroxyecdysone (20-HE), 혈당조절 호르몬인 insulin 및 철운반 단백질인 transferrin을 사용하였다. JH와 20-HE는 \( \mathrm{m\ell}\)당 \( 2\ \mu \mathrm{g} \)의 농도로, insulin 및 transferrin는 각각 \( \mathrm{m\ell} \)당 \( 1\ \mu \mathrm{g} \) 및 \( 5\ \mu \mathrm{g} \)의 농도로 누에 배양세포에 처리하여 24시간 동안 배양한 후 이로부터 total RNA를 분리하여 RNA dot blot 방법에 의해서 발현 분석을 하였다. 그 결과 20-HE 및 transferrin을 단독으로 처리하였을 때는 bPDI 유전자 발현에 거의 영향을 미치지 않았으나, JH 및 insulin 단독 처리에 의해서는 bPDI 유전자 발현에 두드러진 영향을 나타내었다. 특히 JH을 단독으로 처리했을 때의 bPDI의 mRNA 발현량보다 JH를 transferrin과 함께 처리하였을 때 bPDI mRNA의 발현량이 훨씬 강하게 발현되었다. 이러한 결과로써 생장조절인자와 bPDI와의 상호작용을 다음과 같이 추정할 수 있었다. JH는 세포막 확산을 통해서 세포질로 들어가는데, JH의 작용세포 (예 : 표피세포, 난소, 지방체 등)에는 JH 수용체가 존재하며 이 JH-수용체 복합체가 DNA와 결합하여 새로운 mRNA가 합성된다는 것이 여러 곤충에서 확인되었다. 이 mRMA는 세포질로 이송되어 난황소전구체 (vitellogenin)로 합성되며, 또한 JH은 미토콘드리아의 단백질합성과 cytochrome oxidase 활성을 증진하는 것으로 보고되었다. 따라서 누에 배양세포에 JH를 처리하였을 때 bPDI의 발현량이 증가하는 것은 JH 처리에 의해서 다양한 종류의 단백질이 합성되고 합성량이 증가함으로써 이의 일환으로 bPDI 역시 그 발현량이 증가한 것으로 판단된다. 한편, 무기이온들은 모든 생물에서 합성할 수 없기 때문에 당연히 외부에서 공급되어야 하지만 곤충의 경우에는 무기이온들의 농도 변이나 균형에는 민감하게 반응하지 않는다. 왜냐하면 곤충은 체내 축적이나 배설기관을 통해서 이들의 체내 농도를 어느 정도 조절할 수 있기 때문에 transferrin의 단독 처리는 세포 내 단백질의 합성에 크게 영향을 주지 못하므로 bPDI 또한 그 발현량이 증가하지 않았는 것으로 판단된다. 그러나 transferrin을 JH와 동시에 처리하였을 때 bPDI의 발현량이 증가하는 것은 JH-수용체 분자가 특정 유전자에 결합하는 것을 transferrin이 활성화하기 때문으로 추정할 수 있었다. 그리고 인슐린 처리에 의해서 bPDI의 발현량이 증가한 것은 인슐린이 아미노산을 단백질로 편입시키는 것을 촉진시키고 또한 아미노산이 포도당으로 전환하는 과정을 억제하였기 때문으로 추정된다. 그러나 생장조절인자와 bPDI와의 상호관계에 관한 해석은 앞으로 더 많은 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.</p><h2>곤충 면역과 bPDI의 발현조절</h2><p>곤충은 미생물이나 외부물질 등의 침입에 대한 생체방어 수단으로 식작용, 결절형성, 캡슐형성 등으로 침입물질을 제거하는 세포성 면역과 지방체와 혈구에서 단백질을 한성한 후 혈림프로 분비하여 미생물을 제거하는 체액성 면역이 있으며, 특히 곤충의 체액성 면역반응은 세균이나 lipopoly-saccharide (LPS) 등과 같은 다양한 면역원에 의해 표피의 상처 또는 체강 주입으로 유도된다. 곤충의 면역과 bPDI와의 관계를 해석하기 위하여, 5령 1 일째 누에의 체강에 비병원성 세균인 E. coli K12를 주사하여 면역을 유도하였다. 주사 후 시간별 (0,2,4,8,16,24 hr)로 누에를 해부하여 지방체를 분리하였다. 분리한 지방체로부터 total RNA를 분리하여 RNA dot blot을 통하여 E. coli 주사에 따른 곤충의 면역과 bPDI 유전자의 발현조절을 전사수준에서 해석하였다. 그 결과 bPDI는 E. coli 주사 후, 2시간째부터 발현하기 시작하여 16시간째 최대로 발현하며 16시간 이후에는 발현량이 감소하였다. 이것은 누에에 E.coli 주사 후 시간별에 따른 항세균 펩타이드 및 항세균 단백질의 발현 양상과 매우 유사한 결과로, bPDI가 곤충의 면역과 직접 또는 간접으로 관련이 있는 것으로 추정할 수 있었다.</p><p>이상의 결과는 곤충에서 PDI 유전자에 대하여 조직, 스트레스유도제 및 호르몬 처리에 따른 PDI 유전자 발현조절과 곤충의 면역과 PDI와의 관계를 전사수준에서 해석한 최초의 보고이며, 또한 이 결과로부터 bPDI가 기능이 밝혀진 척추동물의 PDI와 유사하게 지방체에서 최대 발현하며, 누에가 여러 종류의 스트레스를 받아서 체내의 소포체 내강에 비정상적인 구조를 가지는 단백질이 생성되었을 때는 발현량이 증가되어 비정상적 단백질의 정확한 고차구조를 형성함으로써 기능성이 있는 단백질로 전환해 주는 ER foldase로 역할을 할 것으로 추정할 수 있었다. 한편으로는 곤충의 생장 과정에서 필요한 단백질의 발현이 증가할 경우에도 bPDI가 대량 발현되어 발현 단백질이 정확한 고차구조를 가지도록 도와주고 또한 외래 미생물 침입시 생체방어에 관련된 단백질의 발현이 시간경과별로 증가할 때에도 bPDI 역시 생체방어 단백질의 발현량과 일치되게 시간경과별로 발현량이 증가되어 생체방어 단백질이 본래의 활성을 나타내도록 도와주는 것으로 판단되었다.</p>