Effect of Beta-glucans Extracted from Phellinus baumii on the Growth of Caenorhabditis elegans

This study investigates the effect of ${\beta}$-glucans on the growth of Caenorhabditis elegans. Comparison was made among lipopolysaccharide (LPS) and ${\beta}$-glucans extracted from Phellinus baumii, in the presence of peptidoglycans which is available as the major carbon source from OP50, a non-pathogenic strain of Escherichia coli. When the three sources of carbohydrate were added singularly or in mixture to the culture media, a significant level of variation was observed with respect to fecundity. Addition of ${\beta}$-glucans appeared to increase the fecundity. When ${\beta}$-glucans was reinforced in the culture media, the fecundity increased at least 20 percent compared to the OP50-only media which exclusively contains peptidoglycans. In terms of life span, C. elegans showed a modest reduction when treated especially with ${\beta}$-glucans. C. elegans accumulated less fat in the ${\beta}$-glucans containing media different from the OP50 media. Based on the Sudan black staining, fat deposition significantly decreased corresponding to the ${\beta}$-glucans content in the media. On LPS-supplemented media, no difference was observed in fat deposition compared to the normal OP50 media. At the level of motility, ${\beta}$-glucans-treated worms moved more distance as well as LPS-treated worm. They also showed a comparable degree of motility under similar treatment with each source of carbohydrate. In conclusion, LPS and ${\beta}$-glucans, extracted from P. baumii, may not entirely replace the food required for C. elegans; however, it might be utilized as valuable alternative food source which C. elegans use as forms of carbohydrates in stead of peptidoglycan of OP50.

예쁜꼬마선충의 생육에 관한 장수상황버섯의 베타글루칸 함유 추출물의 영향

한국에서 약용버섯으로 주로 재배되는 장수상황버섯은 목질진흙버섯 등 다른 부류의 진흙버섯류에 비해 생리활성 연구가 상대적으로 미흡하다. 본 연구는 예쁜꼬마선충을 사용하여 장수상황버섯의 베타글루칸 함유 추출물의 기능을 탄수화물이라는 영양소의 차원에서 연구하였다. 예쁜꼬마선충의 먹이인 OP50 대장균이 포함된 배지에 장수상황버섯의 베타글루칸 추출물과 버섯류에서 추출되는 lipopolysaccharide(LPS)를 일정한 비율로 혼합하여 예쁜 꼬마선충의 생장과 활성에 관한 연구를 수행하였다. 베타 글루칸 또는 LPS를 OP50 없이 단독으로 사용한 경우 예쁜꼬마선충은 성장할 수 없음이 나타났다. 반면 두 가지 탄수화물을 1:1 또는 7:3[OP50:베타글루칸 또는 LPS, v/v]으로 예쁜꼬마선충의 배지를 조성할 경우, 예쁜꼬마선충의 생장과 활동성에 의미 있는 결과가 도출되었다. 혼합 비율이 7:3의 경우, 산자수가 가장 높았고, 1:1의 경우 두번째로 높은 산자수를 나타냈다. 이는 OP50의 단독 처리시보다, 각각 20%이상 높았다. 아울러, OP50에 혼합된 베타글루칸은 예쁜꼬마선충에 있어 지방 축적과 활동성에 많은 영향을 주었다. 이 경우 7:3의 비율로 배지에 있어 10-100 ${\mug}g/ml$ 의 범위 내에서 지방축적은 베타글루칸의 농도 의존적으로 감소하는 것으로 보였다. LPS의 경우는 해당 농도에서 대조군과 비교하여 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 활동성에 있어 베타글루칸과 LPS는 공히 긍정적인 효과를 보였다. LPS와 베타글루칸을 OP50의 배지에 혼합하여 예쁜꼬마선충을 배양한 결과 해당 두 가지의 탄수화물은 매우 긍정적인 결과를 보였다. 예쁜꼬마선충의 동선을 비교한 결과 혼합물의 경우, 매우 긍정적인 결과가 나타났다. 결론적으로, 베타글루칸과 LPS라는 탄수화물은 OP50의 예쁜꼬마선충 배지에 혼합하여 사용할 경우 탄수화물의 원천 또는 생육을 조절할 수 있는 물질로 사용할 수 있음을 알 수 있었다.