이질바퀴는 인간의 다양한 질병을 매개하는 위생해충이다. 하지만 최근 연구에 따르면 이질바퀴는 잠재적으로 유익하고 의학적으로 유용한 물질을 지니고 있는 것으로 확인되었다. 따라서 우리는 RNA sequencing을 통해 이질바퀴의 전사체 분석을 수행하였고 이를 바탕으로 다양한 항균펩타이드 후보물질을 선발하였다. 생물정보학을 기반으로 이질바퀴에서 선별한 11개의 항균 펩타이드 중 항균 활성도가 가장 높은 펩타이드를 페리플라네타신-5(Periplanetasin-5)라 명명하고 항염증 활성 및 메커니즘을 검증했다. 먼저 마우스 대식세포인 Raw264.7 세포에서 페리플라네타신-5의 세포독성을 확인했다. 60 μg/mL의 농도까지 페리플라네타신-5를 처리했을 때 세포독성이 관찰되지 않았으며 세포 내 산화질소(nitric oxide)를 감소시켰다. 또한 정량적 RT-PCR과 ELISA 분석 결과 페리플라네타신-5는 Raw264.7 세포에서 iNOS, COX-2의 단백질 및 유전자 발현을 감소시켰으며 염증성 사이토카인으로 알려진 TNF-α (tumor necrosis factor-α)와 IL-6 (interlukin-6)의 유전자 발현량 및 유리량을 감소시키는 것을 확인하였다. 페리플라네타신-5는 세포 내 염증 신호 전달 요소인 MAPKs(ERK, JNK, P38)의 인산화를 억제하고 Iκ-B의 분해를 감소시켜 염증을 저해하였다. LAL 분석을 통해 LPS의 독성여부를 확인하였는데 페리플라네타신-5의 농도 의존적으로 LPS의 독성이 중화되는 것이 확인되었다. 이는 페리플라네타신-5가 최초 LPS에 작용하여 염증반응을 억제한다고 유추할 수 있다. 따라서 언급한 데이터들은 페리플라네타신-5가 LPS로부터 유발되는 염증을 제어하는데 효과가 있음을 알 수 있었으며 이는 추후 의약 소재로써 개발 가능성을 보여준다.
국립농업과학원 농업생물부 곤충산업과 곤충소재연구실
E-mail : hwangjs@korea.kr
경북대학교 잠사학 학사
경북대학교 잠사학 석사
경북대학교 천연섬유학 박사
일본 동경대학교 박사 후 연수
국립농업과학원 연구사, 연구관
국립농업과학원 농업생물부 곤충산업과 곤충소재연구실
E-mail : kiw0601@korea.kr
수원대학교 유전공학과 학사
아주대학교 분자생명과학기술학과 석사
국립농업과학원 농업생물부 곤충산업과 연구원
국립농업과학원 농업생물부 곤충산업과 연구사 재직
국립농업과학원 농업생물부 곤충산업과 곤충소재연구실에서는 곤충이 가지는 면역체계에서 중요한 역할을 하는 항균 펩타이드를 선발하고 이를 바탕으로 항균, 항염증, 항암, 항산화 등 다양한 기능성 및 그에 따른 메커니즘 구명 연구를 진행하고 있으며 곤충 자체 추출물에서의 기능성 연구도 진행중이다. 특히 최근에는 다양한 식용곤충 및 왕지네를 이용하여 전사체 및 유전체 분석을 진행하고 이를 통해 곤충이 가지는 다양한 생리활성 물질들을 선별하고 활성을 검정하며 기능 연구를 진행하고 있다. 또한 영양성분이 뛰어나고 다양한 기능성을 갖춘 곤충을 식품으로 활용할 수 있도록 식품공전에 등록하는 업무를 진행하고 있으며 그에 따른 식용곤충의 다양한 재형 및 활용 방안에 대한 연구를 진행중이다.
- 곤충유래 생리활성물질의 발굴 및 효능 검증
- 곤충의 전사체 분석을 통한 고 기능성 생리활성 펩타이드의 선별 및 기능성 검증
- 왕지네, 흰점박이꽃무지 유전체 분석을 통한 생리활성 물질의 대량 발굴 및 효과 검증
- 곤충 추출물을 활용한 기능성 검증
- 곤충 생리활성물질의 작용 메커니즘 구명
- 곤충 식품 등록, 재형 및 활용방안 연구
- 대체단백질로써 활용 가능한 곤충 단백질의 기능 연구
<국립농업과학원 농업생물부 곤충산업과 곤충소재연구실>
