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Cell proliferation of silk proteins obtained from Bombyx mori silkworm varieties

품종별 누에고치로부터 얻은 실크 세리신 및 실크 피브로인의 세포 증식 활성연구

  • Chung, Da-Eun (Sericultural & Apicultural Materials Division, National Academy of Agricultural Science, RDA) ;
  • Kim, Sung-Kook (Sericultural & Apicultural Materials Division, National Academy of Agricultural Science, RDA) ;
  • Jo, You-Young (Sericultural & Apicultural Materials Division, National Academy of Agricultural Science, RDA) ;
  • Kweon, HaeYong (Sericultural & Apicultural Materials Division, National Academy of Agricultural Science, RDA) ;
  • Lee, Kwang-Gill (Sericultural & Apicultural Materials Division, National Academy of Agricultural Science, RDA) ;
  • Kim, Hyun-bok (Sericultural & Apicultural Materials Division, National Academy of Agricultural Science, RDA)
  • 정다은 (농촌진흥청 국립농업과학원 잠사양봉소재과) ;
  • 김성국 (농촌진흥청 국립농업과학원 잠사양봉소재과) ;
  • 조유영 (농촌진흥청 국립농업과학원 잠사양봉소재과) ;
  • 권해용 (농촌진흥청 국립농업과학원 잠사양봉소재과) ;
  • 이광길 (농촌진흥청 국립농업과학원 잠사양봉소재과) ;
  • 김현복 (농촌진흥청 국립농업과학원 잠사양봉소재과)
  • Received : 2015.09.17
  • Accepted : 2015.10.26
  • Published : 2015.10.31

Abstract

It is known that silk protein supports effectively proliferation of cell such as insect cell and hybridoma cell. Although there are many varieties of Bombyx mori silkworm, the effect of silkworm varieties on cell proliferation has not been considered in detail. We studied that characteristics of silk cocoon obtained from Baegokjam, Kumokjam, Daeseongjam silkworm varieties and whether silk protein affected cell proliferation or not. Silk sericin was prepared under high temperature and high pressure condition. Silk fibroin was prepared using $CaCl_2:H_2O:EtOH$ with different dissolution time. As a result, there are differences in silk cocoon from different silkworm varieties about cell proliferation. The proliferation was accelerated in the presence of Baegokjam silk sericin and Kumokjam silk fibroin with 5hr dissolution time. We expect that silk proteins could be a preferable culture medium supplement for stimulating the proliferation of cell. Then, this results suggest silk as a new material for medium supplement replacing with fetal bovine serum.

본 연구는 장려 품종 누에고치로부터 실크 세리신과 실크 피브로인으로 분리하여 이들 단백질을 세포 첨가제로 개발하기 위하여 수행되었다. 장려품종 누에고치를 고온 고압기를 통하여 실크 세리신을 먼저 추출하였으며, 남겨진 실크 피브로인을 이용하여 시간별로 용해하여 품종별 실크 피브로인을 얻었다. 이들 실크 세리신과 실크 피브로인을 이용하여 세포 독성, 세포 증식 및 분열 관련 유전자 발현 분석을 확인하였다. 먼저, 누에고치의 특성을 분석하기 위하여 공극률을 측정하였다. 공극률은 금옥잠 누에고치의 경우 84.71%, 대성잠 81.58%, 백옥잠 73.23%의 공극률 값이 나타났다. 분자량 차이에 있어서 실크 세리신은 품종의 영향이 크지 않았으나 실크 피브로인의 경우, 금옥잠은 5시간의 장시간의 용해에도 불구하고 100 kDa 이상의 큰 분자량을 나타내었다. 장려품종 누에를 사용하여 제조된 실크 세리신과 실크 피브로인을 이용하여 세포 증식 실험을 하였으며 백옥잠으로부터 얻은 실크 세리신의 경우 농도에 따라 유의적으로 세포 증식 효과가 나타났으며, 금옥잠으로부터 얻은 실크 피브로인의 경우 5시간 용해 시 세포 증식에 있어서 가장 우수한 결과를 보였다. 또한, 백옥잠 실크 세리신 처리 결과 세포 증식 관련 유전자의 발현수준이 증가됨을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. Bisceglie V (1933) Uber die antineoplasticsche immunitat: heterologe Einplflanzung von tumoren in Huhner-embryonen. Ztschr. Krebsforsch 40, 122-140.
  2. Cha HM, Kim SM, Choi YS (2015) Serum-free media supplement from silkworm gland for the expansion of mesenchymal stem cells. Tissue Eng Regen Med 12, 53-59.
  3. Chung DE, Kim HH, Kim MK, Lee KH, Park YH, Um IC (2015) Effects of different Bombyx mori silkworm varieties on the structural characteristics and properties of silk. Int J Biol Macromol 79, 943-951. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2015.06.012
  4. Cruz J, Moreira L, Stacey G, Dias ME, Hayes K, Looby D, Griffiths B, Carrondo M (1998) Adaptation of BHK cells producing a recombinant protein to serum-free media and protein-free medium. Cytotechnology 26, 59-64. https://doi.org/10.1023/A:1007951813755
  5. Diao YF, Kim HR, Ham RX, Kim MY, Park CS, Jin DI (2010) Effects of serum addition and different culture media on growth of porcine preantral follicles in vitro. Reproduc Develop Biol 34(3), 207-211.
  6. Freshney RI (1994) Culture of animal cells, third edition. Wileyliss, chapter 10.
  7. Takahashi M, Tsujimoto K, Yamada H (2003) The silk protein, sericin, protects against cell death caused by acute serum deprivation in insect cell culture. Biotech Letter 25, 1805-1809. https://doi.org/10.1023/A:1026284620236
  8. Terada S, Nishimura T, Sasaki M (2003) Sericin, a protein derived from silkworms, accelerates the proliferation of several mammalian cell lines including a hybridoma. Cytotechnology 40, 3-12.