• BMB Reports
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• 제44권6호
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• pp.393-398
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• 2011

Polydnaviruses are a group of double-stranded DNA viruses and are symbiotically associated with some ichneumonoid wasps. As proviruses, the replication of polydnaviruses occurs in the female reproductive organ at the pupal stage. This study analyzed the effects of two developmental hormones, juvenile hormone (JH) and ecdysteroid, on the viral replication of Cotesia plutellae bracovirus (CpBV). All 23 CpBV segments identified contained a conserved excision/rejoining site ('AGCTTT') from their proviral segments. Using quantitative real-time PCR based on this excision/rejoining site marker, initiation of CpBV replication was determined to have occurred on day 4 on the pupal stage. Pyriproxyfen, a JH agonist, significantly inhibited adult emergence of C. plutellae, whereas RH5992, an ecdysteroid agonist, had no inhibitory effect. Although RH5992 had no effect dose on adult development, it significantly accelerated viral replication. The results of immunoblotting assays against viral coat proteins support the effects of the hormone agonists on viral replication.

• 한국응용곤충학회지
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• 제56권1호
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• pp.19-28
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• 2017

폴리드나바이러스(polydnavirus: PDV)는 일부 내부기생봉에 공생하는 이중나선형 DNA 바이러스 분류군이다. Cotesia plutellae bracovirus (CpBV)는 프루텔고치벌(C. plutellae)에 공생하는 일종의 PDV이다. 프루텔고치벌은 어린 배추좀나방(Plutella xylostella) 유충에 기생한다. 기생 초기에 발현하는 CpBV-ELP1 유전자는 혈구세포에 세포독성을 발휘하면서 기주의 세포성 면역을 억제하여 기생에 중요한 역할을 담당하고 있다. 본 연구는 이 유전자를 담배 식물에서 발현하여 해충에 대한 경구독성을 분석하는 데 목적을 두었다. 재조합 CpBV-ELP1 단백질이 배큘로바이러스 발현시스템을 통해 합성되어 세포배양액에 분비되었다. 수거된 세포배양액은 일련의 단백질 분리과정(ammonium sulfate 단백질 분획, size exclusion 크로마토그래피, 이온교환 크로마토그래피)을 통해 CpBV-ELP1 단백질을 분리하는 데 이용되었다. 분리된 rCpBV-ELP1 단백질은 파밤나방(Spodoptera exigua) 혈구에 대한 뚜렷한 세포독성을 보였다. CpBV-ELP1은 파밤나방 5령충에 대해서 혈강 주입하여 살충력을 나타냈고, 엽침지법을 이용하여 경구독성을 갖고 있는 것을 확인하였다. CpBV-ELP1 유전자를 CaMV 35S 유전자 프로모터와 opaline synthase 유전자 전사종결신호를 갖는 pBI121 벡터에 클로닝하여 Agrobacterium tumefaciens LBA4404 세균에 형질전환을 유도하였다. 형질전환된 세균은 담배(Nicotiana tabacum Xanthi)잎에 감염하여 캘러스를 유도하게 하였고 이후 차세대(T1)를 확보하였다. T1 세대 담배는 파밤나방에 대한 해충저항성을 갖고 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 CpBV-ELP1 유전자가 형질전환작물을 통해 해충방제에 응용될 수 있다는 것을 제시하고 있다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제43권3호
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• pp.217-223
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• 2004

폴리드나바이러스는 일부 내부기생봉의 공생 바이러스로서 기생봉 기생과정중 피기생자의 면역억제와 발육지연에 중요한 역할을 담당한다. 프루텔고치벌(Cotesia plutellae)유래 브라코바이러스(CpBV)는 피기생자의 발육을 교란시키는 주요 원인자로서 작용하는 폴리드나바이러스의 일종이다. 본 연구는 이 CpBV가 비자연기주에게도 발육교란을 유발할 수 있는 지 조사하였다. 이를 위해 프루텔고치별에 의해 기생되지 않는 비기주인 파밤나방(Spodoptera exigua)을 이용하였다. 이용된 CpBV는 프루델고치벌 난소받침(calyx)추출물에서 얻었다. 이 추출물은 CpBV항체에 대해서 뚜렷한 항원-항체반응성으로 CpBV 보유가 입증되었다. 고치벌 암컷 한 마리 CpBV 추출물을 후기 4령의 파밤나방 혈강내로 주입시켰다. CpBV 주입된 파밤나방 유충은 유충기간이 연장되고, 체중증가 가 억제되며, 궁극적으로 변태가 억제되었다. 이러한 CpBV의 발육억제 효과는 이 바이러스의 항체를 함께 주입하여 줌으로 해소되었다. 여기서 항체 단독으로는 파방나방 유충 발육에 아무런 영향을 주지 않았다. 이 결과는 CpBV가 공생 기생봉의 비기주체에 대해서 발육교란 효과를 줄 수 있다는 것을 제시하고 있다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제53권4호
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• pp.331-338
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• 2014

시스타틴(cystatin: CST)은 C1A류 시스테인 단백질분해효소에 대한 경쟁적 가역억제자로서 동식물류에서 파파인과 같은 캐셉신을 억제대상으로 작용하게 된다. 바이러스 유래 CST (CpBV-CST1)이 폴리드나바이러스의 일종인 CpBV (Cotesia plutellae bracovirus)에서 동정되었다. 기존 연구는 이 유전자의 과발현이 배추좀나방(Plutella xylostella) 유충의 면역 및 발육을 교란한다는 것을 보여 주었다. 본 연구는 이 유전자의 단백질 기능을 분석하기 위해 세균발현시스템을 이용하여 재조합단백질(rCpBV-CST1)을 형성하여 단백질분해효소에 대한 활성억제효과를 결정하고, 곤충의 면역과 발육에 대한 생리적 억제효과를 분석했다. 이 유전자 번역부위는 138 개 아미노산으로 약 15 kDa 크기의 단백질로 추정되었다. CpBV-CST1이 먼저 pGEX 발현벡터에 재조합되고, BL21 STAR (DE3) competent cells에 형질전환된 후 0.5 mM IPTG로 4 시간동안 과발현되었다. 분리된 재조합단백질은 파파인에 대한 뚜렷한 억제효과를 나타냈다. 이 재조합단백질은 파밤나방(Spodoptera exigua)에 대해서 혈구소낭형성의 세포성 면역반응을 억제하고, 경구로 처리할 때 배추좀나방의 유충발육을 처리 농도에 비례하여 제한시켰다. 이상의 결과는 CpBV-CST1이 해충 밀도 억제에 응용될 수 있음을 제시하고 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권3호
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• pp.386-392
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• 2015

A novel recombinant bacmid, bEasyBm, that enables the easy and fast generation of pure recombinant baculovirus without any purification step was constructed. In bEasyBm, attR recombination sites were introduced to facilitate the generation of a recombinant viral genome by in vitro transposition. Moreover, the extracellular RNase gene from Bacillus amyloliquefaciens, barnase, was expressed under the control of the Cotesia plutellae bracovirus early promoter to negatively select against the nonrecombinant background. The bEasyBm bacmid could only replicate in host insect cells when the barnase gene was replaced with the gene of interest by in vitro transposition. When bEasyBm was transposed with pDualBac-EGFP, the resulting recombinant virus, EasyBm-EGFP, showed high levels of EGFP expression efficiency compared with that of non-purified recombinant virus BmGOZA-EGFP, which was constructed using the bBmGOZA system. In addition, nonrecombinant backgrounds were not detected in unpurified EasyBm-EGFP stocks. Based on these results, a high-throughput system for the generation of multiple recombinant viruses at a time was established.

• 한국응용곤충학회지
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• 제54권1호
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• pp.7-15
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• 2015

폴리드나바이러스의 일종인 CpBV (Cotesia plutellae bracovirus) 바이러스 게놈에 포함된 시스타틴(CpBV-CST1) 유전자의 과발현이 곤충의 면역 및 발육을 교란한다. 이 연구는 바이러스 유래 시스타틴의 생물적 기능의 심화 연구와 해충저항성 작물 개발을 위해 담배형질전환체를 구축하는 데 목적을 두었다. 이를 위해 형질전환체를 대상으로 목표유전자의 발현분석과 곤충에 대한 발육억제에 대한 생물검정을 수행했다. 시스타틴 유전자를 pBI121 운반체에 재조합한 pBI121-CST를 제작하고, 이를 아그로박테리움(Agrobacterium tumefasciens) 세균 매개에 의한 담배 형질전환 및 재분화를 유도하여 약 92%의 높은 신초 재분화율을 나타냈다. 이들 재분화된 개체 가운데 담배 genomic DNA에 시스타틴 유전자가 삽입된 형질전환 추정 개체를 PCR 분석법으로 선발하였다. 다시 quantitative real-time PCR (qRT-PCR) 분석을 통해 이들 목표유전자의 발현을 분석하였다. qRT-PCR 결과는 형질전환 추정 개체가 비형질전환체에 비해 유전자 발현이 약 17 배 높게 나타나 형질전환계통에서 목표유전자가 안정적으로 발현되고 있음을 확인했다. 선발된 형질전환담배를 대상으로 갓 부화한 담배나방(Helicoverpa assulta) 1령 유충에 대한 살충효과를 확인하였다. 살충력에 있어서 형질전환계통간의 차이가 있었다. 특히 T9와 T12계통은 섭식 후 7 일차 조사에서 95% 이상의 살충효과를 보였다. 이상의 결과들은 CpBV-CST1이 해충저항성 작물 개발에 필요한 유용 유전자 자원으로서 활용될 수 있음을 제시하고 있다.

• 농약과학회지
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• 제19권3호
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• pp.279-286
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• 2015

프루텔고치벌 브라코바이러스(CpBV)는 배추좀나방(Plutella xylostella)의 어린 유충에 기생하는 프루텔고치벌(Cotesia plutellae) 공생 폴리드나바이러스이다. 일부 CpBV 유전자들은 피기생체 유충의 면역반응을 낮추는 데 중요한 역할을 담당한다. 본 연구는 기주의 면역작용을 억제하는 CpBV 유전자를 이용하여 살충력이 높은 재조합 벡큘로바이러스를 개발하는 데 응용할 목적으로 수행되었다. 기보고 자료에 기초하여 CpBV-ELP1를 발현하는 재조합 벡큘로바이러스(AcMNPV-ELP1)를 선발하여 파밤나방(Spodoptera exigua) 충체에서 증식시켰다. 충체에서 증식된 재조합바이러스들은 파밤나방 유충 한 마리 당 $5{\times}10^{10}$ polyhedral inclusion body (PIB)를 생산하였다. 배양된 AcMNPV-ELP1은 파밤나방 유충에 높은 병원성을 보였다. 특히 파밤나방 1령과 노숙령기에 높은 살충력을 나타냈다. 파밤나방 유충이 가해하는 배추에 재조합 벡큘로바이러스($5{\times}10^6PIB/mL$)를 살포한 결과 처리 7일 후에 화학 농약인 테부페노자이드 보다 높은 방제효과(약 88%)를 나타냈다. 이 결과는 충체에서 대량배양된 AcMNPV-ELP1이 높은 병원성을 나타내 새로운 미생물방제제로 응용될 수 있음을 제시한다.