해양 적조바이러스 유래 VLPs를 이용한 Heterocapsa circularisquama의 숙주특이적 성장억제 연구

Abstract

적조 및 유해조류 제어를 위한 환경친화적 제어제로서 Thiazolidinedione (TD) 계열과 Naphthoquinone(NQ) 계열의 70여종의 합성물질을 대상으로 다양한 유해조류 (HABs)에 대한 살조능이 우수하고 선택성을 보인 3가지 물질 - TD49, TD118, NQ2-6을 선발하였다. 선발된 물질을 멸균된 배양액에 희석하여 배양중인 HABs에 처리하고 배양 1, 3, 7, 14일 간격으로 조류 성장 억제능과 형태적인 변화를 관찰한 결과, 3가지 물질 중 TD49가 가장 뚜렷한 조류 성장 억제능을 나타냈다. 본 연구는 선발된 살조물질 TD49를 와편모조 Heterocapsa circularisquama에 특이적으로 작용하는 Capsid-gene를 E. coli에서 대량 발현시켜 만든 단백질 Virus Like Particles(VLPs)을 이용하여 살조물질을 탑재한 이른바 숙주특이 적 살조화합물 (host-specific algicidal agents, HSAA)의 세포성장 억제능을 조사 하였다. 또한 배양주 H. circularisquama HU9433-P와 HA92-1 두 종을 숙주로 작용하는 HcRNAV UA 형의 캡시드의 재조합 단백질VLPs의 숙주특이적 살조 효과를 마이크로 플레이트에서 농도별 선발 분석과 Fluorescein isothiocyanate (FITC)를 통하여 숙주와 비숙주에 물질의 작용-반응을 검증하였다. 실험결과, 숙주를 대상으로 작용하는 캡시드 단백질을 함유하지 않는 TD49의 H. circularisquama 에 대한 세포성장 억제능은 HY9423, HU9433-P, HA92-1의 순서로 효과가 높은 반면, 숙주에 작용하는 캡시드 단백질에 TD49를 탑재시킨 복합물질의 세포성장 억제능은 HA92-1, HU9433-P, HY9423의 순서를 보이며 HcRNAV34 VLPs에 의한 숙주특이적 효과를 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라 HcRNAV34 VLPs에 탑재되는 물질의 용해도가 증가함 에 따라 비표적 숙주를 보호하고 표적 숙주에 대한 세포성장 억제효과도 증가 하는 것을 확인하였다. 결국 적조발생의 원인조류 Heterocapsa circularisquama 바이러스 HcRNAV 34의 캡시드 유전자를 재조합한 VLPs에 살조물질 TD49를 탑재시킴으로써 숙주특이적 억제가 가능함이 밝혀졌으며, 자연계에서 적조 또는 유해조류의 선택적 제어가 가능할 것으로 판단되었다.