차세대염기서열분석기(NGS)의 비약적인 발전으로 전 세계적으로 곤충유전체 연구가 매우 활발하게 진행되어지고 있다. 2015년 기준 285개의 곤충관련 유전체 연구가 수행되었는데 그 중 모기의 경우 Anopheles merus 22개, A. arabiensis 17개, A. funestus 13개, A. quadriannulatus 12개, A. culicifacies 10개, A. gambiae 7개, A. sinensis 5개, A. stephensi 5개의 유전체 프로젝트들이 수행되었거나 수행 중이다. 2015년도 하반기에는 지카바이러스 및 뎅기열 메개체인 Aedes albopictus의 유전체 관련 논문이 2편 출간되었는데 모두 draft 수준의 유전체 연구결과들이다. 대부분의 곤충 유전체 연구들은 NGS 장비 중 Hi-seq 기반 WGS (Whole Genome Shotgun) 방식으로 진행되고 있으며 표준유전체지 도 및 서열이 없어 De-Novo assembly를 통해 contig와 scaffold를 만든 후 gene prediction 및 transcriptome 매핑을 통해 얻어진 일부 유전자 서열을 이용하여 분석하는 방식의 채택하고 있어 유전자 기능 연구자들의 모든 수요를 만족하기는 어려운 실정이다. 이에 추후 진행되어질 모기 등의 매개체의 유전체연구는 고전방식을 NGS에 적용하는 방식 및 최신 개발되어진 long read 분석용 NGS의 이용 등을 적절하게 병합하여 진행하는 유전체 연구방법의 적용이 필요하다.

Tenebrio 모델은 Tribolium과 비교하여 실험실에서 배양 및 조작하기가 쉬운 생물 종이다. 하지만 현재까지는 해독되어진 유전체 정보가 그리 많지 않다. Mycoplasma genus는 세포벽이 없으며 사람에서 pneumonia 나 다른 호흡기 질환을 일으키는 박 테리아로 본 연구에서는 갈색거저리 유충을 이용하여 Mycoplasma genus와 유사 한 acholeplasma lysate를 처리하여 접종 전과 후의 비교 전사체학적 방법을 통하여 선천성 면역 관련 유전자들을 동정하고 기능 분석을 위한 기초 데이터를 확보 하고 자 하였다. 갈색거저리 유충에 acholeplasma lysate를 처리하기 전과 후의 각 샘플 들로부터 cDNA library를 구축한 후 random sequencing 을 통해 해독 되어진 염기 서열들을 비교 분석 하였다. 얻어진 서열들로부터 NCBI nr 데이터베이스에 Blastx 분석을 하여 획득한 서열들을 생물정보학적 방법을 이용하여 비교한 결과, 곤충의 선천성면역(innate Immunity)에 중요한 것으로 알려진 serpin 관련 유전자들이 약 5종류 동정되었다. Serpin (XP_974209.1) 의 경우 acholeplasma에 처리하여 전과 후 비교하였을 때, 약 3배 정도 증가를 나타내었고, serpin 6 (XP_972660.1)의 경우 에는 acholeplasma를 처리한 샘플에서만 동정되었다. 또한 serpin 3a (XP_969874.1), serpin 1(BAI59109.1), serpin 40(BAI59106.1) 등의 유전자들도 동정되었다. 추후 이러한 유전자들을 대상으로 한 기능연구를 통하여 보다 구체적인 면역기능을 구 명하고자 한다.

Toll–interleukin 1 receptor (TIR) superfamily는 intracellular TIR domain에 존 재하며, proinflammatory cytokines을 생산하는 transcription factor NF-κB의 활성 화에 의해 선천성 면역을 개시한다. 본 연구에서는 갈색거저리 유충을 이용하여 Mycoplasma genus와 유사한 acholeplasma lysate를 접종하여 비교 유전체학적 방 법을 통하여 갈색거저리에서 면역반응에 관여하는 t1/st2 receptor binding protein 을 동정하였으며, 그 구조 분석을 위한 기초 데이터를 확보하고자 하였다. IL1RL1 (Interleukin 1 receptor-like 1) gene는 Toll-like receptor superfamily로써 사람에서 발견되며 ST2는 Toll-interleukin 1 receptor family의 member이자 endotoxin tolerance 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 갈색거저리 유충에 acholeplasma lysate를 처리하기 전과 후의 각 샘플들로부터 cDNA library를 구축 한 후 random sequencing 을 통해 분석되어진 서열들 중 증감하는 유전자들을 동정 하였고, 그 중 acholeplasma 처리 후 약 4배 정도 발현이 증가한 t1/st2 receptor binding protein 의 서열을 추출한 후 단백질의 2차 구조를 예측한 결과 alpha helix 구조는 서열상에서 8영역으로 예측되었으며 beta sheet 구조는 서열상에서 1영역 에서 존재하고 있어 후속연구를 진행하고 있다.

Serine protease는 병원체의 표면 melanization, hemolymph coagulation, antimicrobial peptide synthesis 등을 통해 여러 무척추동물의 방어기작을 조절하는것으로 알려 져 있다. 곤충의 경우 Tribolium을 대상으로 이와 같은 연구가 이루어져 왔지만, 혈 액의 량이 그리 많지 않아 연구자들은 최근 갈색거저리(Tenebrio)를 이용하기 시작 하였다. 하지만 아직 유전체(자) 서열정보가 충분하지 않은 상황이다. 본 연구에서 는 이러한 갈색거저리 유충을 이용하여 세포벽이 없으며 사람에서 pneumonia나 다른 호흡기 질환을 일으키는 mycoplasma 와 유사한 acholeplasma lysate를 처리 한 후 접종 전과 후의 전사체의 비교를 통하여 무척추 동물에서의 선천성 면역 관련 유전자들을 동정하고자 하였다. Acholeplasma lysate를 처리하기 전과 후의 각 샘 플들로부터 cDNA library를 구축한 후 random sequencing 을 통해 염기서열을 분 석하였고, 얻어진 서열들로부터 NCBI nr 데이터베이스에 Blastx 분석을 하여 획득 한 서열들을 comparative transcriptomic 방법을 이용하여 분석한 결과, 여러 종류 의 Serine protease 관련 유전자들이 동정되었다. Serine protease (XP_970766.1)의 경우에는 acholeplasma를 처리한 샘플에서 2배 정도 발현이 증가하였고, serine protease P66 (EFA09207.1)의 경우 증감의 변화는 보이지 않았다. 또한 serine protease P146 (EFA04636.1), serine protease H1 (EEZ99180.1) 등의 유전자들도 동정되어 연구하고 있다.