본 연구는 장수풍뎅이(Allomyrina dichotoma) 유충을 가수분해한 후 발생한 가수분해물 시료의 항비만 효능에 관한 결과이다. 먼저 3T3-L1 세포에 대한 시료의 독성을 테스트하였다. 시료 F10, P10, P30은 세포에 62.5ug/ml 처리 시 세포 생존율은 ~87.5% 정도로 나타났으며 F30의 경우 세포가 모두 건강하게 성장하는 것을 알 수 있었다. 다음으로 지질합성 관여 단백질인 SREBP-1과 FAS에 대한 발현 억제 실험을 진행하였다. 시료 F10과 F30을 처리 하였을 때 SREBP-1과 FAS의 발현을 가장 잘 억제한다는 것을 알 수 있었다. 3T3-L1 지방세포 분화 과정을 Oil Red O staining 방법으로 염색 후 관찰을 진행하였다. 컨트롤과 비교하여 시료 F10, F30, P10과 P30을 처리한 지방 세포들은 모두 세포 분화 억제가 관찰되었으며 특히, 시료 F10에서 지방세포 분화 억제가 활발히 발생한다는 것을 알 수 있었다. 위 결과를 종합해 보면, 시료 F10과 F30을 혼합하여 사용한다면 반려동물에 대하여 효과 있는 항비만 사료를 개발할 수 있으리라 판단된다.

우리는 솔수염하늘소(Monochamus alternatus) 장에 존재하는 공생미생물들을 분리하였다. 그중 다양한 식물 들을 대상으로 성장 촉진 효과가 보고된 세균을 단일배양 분리하였다. 이 세균은 16S rRNA sequencing을 통하여 Enterobacter roggenkampii로 동정되었다. 우리는 분리된 E. roggenkampii에 대하여 genomic sequencing을 수행하 였고 유전학적 특성을 확인하였다. 우리는 E. roggenkampii가 식물의 성장을 촉진할 수 있는 다양한 유전자들을 가지고 있는 것을 확인하였고 그 중 IAA-Asp hydrolase 유전자를 가지고 있음을 알 수 있었다. 동시에, 분리된 E. roggenkampii와 같은 속의 세균을 대상으로 다양한 API kit와 기질 첨가 배지를 이용하여 생화학적 특성을 비교하였다. 향후 IAA-Asp 가수분해효소를 생산하는 잠재적인 식물 생장 촉진 비료 미생물로 등록하여 다양한 작물을 대상으로 생장 촉진 효과를 확인할 것이다.

우리는 길앞잡이(Cicindela chinensis)의 장에서 다양한 공생 미생물들을 분리하였다. 그중 다양한 곰팡이 성장 을 억제하는 세균을 동정하였고 “Ch-1”이라 명명하였다. 우리는 Ch-1 균주를 사용하여 10종의 식물 병원성 곰팡 이와 2종 곤충 병원성 곰팡이의 생장 억제를 확인하였다. 또한 8종의 항생제에 대한 저항성을 확인하였다. 동시 에, 본 균주의 genomic sequence를 수행하였고 유전적, 생화학적, 생리적 특성을 조사하였다. Ch-1균주는 특허등 록과 친환경 미생물제제로 등록하였고 향후 생물학적 방제제로써 활용될 수 있을 것으로 판단한다.

곤충의 면역반응에 대한 연구는 곤충 체내 침입한 미생물들과 직접 반응하는 기작들을 중심으로 연구되었다. 그러나 미생물들이 곤충 체내에 침입 한 후 발생되는 다양한 미생물 분비물질에 의한 곤충 면역반응의 시작여부 등에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 이를 위하여 흰점박이 꽃무지(Protaetia brevitarsis seulensis) 유충의 장내에 존재하는 공생균과 체외 병원균을 동일한 조건에서 배양 하고 다양한 분비물질들이 존재 할 거라 예상되는 배양액만을 분리, 유충에 주사하여 면역반응 여부를 조사하였다. 공생균 배양액을 주입한 유충들은 비교적 건강하고 면역반응도 발생하지 않았으나 병원균 배양액을 주입한 유충의 경우 150시간 후 60% 이상 사망하였고 주사된 자리도 짙은 갈색의 멜라닌화가 관찰 되었다. 이러한 면역반응은 과립혈구세포의 리소좀(Lysosomes) 활성화 여부로 재확인 하였다. 병원균 배양액이 주입된 유충들의 경우 12시간 후 리소좀 이 ~50% 이상 활성화 되었으나 공생균 배양액이 주입된 유충들의 경우 ~5% 미만으로 활성화 되는 것으로 나타났다. 따라서 공생균 배양액내에 는 기주면역반응을 유도하는 물질들이 없거나 량이 매우 적게 존재하는 것을 추측 할 수 있었다.

본 연구는 둥글장수풍뎅이(Pentodon quadridens bidentulus (Famaire, 1887)) 유충의 혈림프에 존재하는 혈구세포들의 종류와 병원균 침 입시 세포 면역을 담당하는 세포를 특정하고 분석하였다. 둥글장수풍뎅이(P. quadridens bidentulus)유충 혈강내에는 과립혈구세포, 부정형혈구 세포, 편도혈구세포, 소구형혈구세포, 원시혈구세포, 지방혈구세포 총 여섯 종류의 혈구세포들이 존재하였다. 여섯 종류의 혈구세포 중 과립혈구 세포가 병원균 침입 시 형태적 변이와 함께 병원균들에 대한 식균작용을 수행하는 면역세포로 관찰 되었다. 특히, 생체 내에서 병원균 침입시 12 시간 안에 활발히 식균작용을 수행하였고 24시간 이후로는 면역 활성화가 줄어들면서 정상상태로 전환되는 것을 알 수 있었다. 세포질 혈구세포 의 식균작용도 간혹 관찰 되었으나 나머지 세포들은 면역과 연관된 활성화가 없는 것으로 나타났다.

본 연구는 흰점박이꽃무지(Protaetia brevitarsis seulensis (Colbe) (Cetoniidae, Coleoptera) 유충의 혈림프에 존재하는 혈구세포들의 형태 학적 특성분석을 위하여 수행하였다. 흰점박이꽃무지 유충 혈강 내에는 과립혈구세포, 세포질혈구세포, 편도혈구세포, 구상적혈구세포, 전혈구 세포, 지방혈구세포 총 여섯 종류의 혈구세포들이 관찰 되었다. 그 중 과립혈구세포는 핵, 미토콘드리아, 골지체를 포함하여 잘 발달된 세포소기관들이 관찰 되었고 외래물질 침입시 면역학적 식균작용을 수행하는 것으로 밝혀졌다. 특히, 과립혈구세포의 세포질에는 잘 발달된 리소좀(<1 ㎛ 직경)들이 세포막 주변으로 분포되어 존재하고 있음을 알 수 있었다. 식균된 외래물질은 다양한 크기의 리소좀들과 서로 합쳐지면서 외래물질을 제거하는 것으로 판단된다. 그 외 다섯 종의 혈구세포들은 외래물질 침입시 면역학적 활성화와 관계가 없는 것으로 관찰되었다.

A full-length lysozyme cDNA from Gryllotalpa orientalis was cloned and sequenced. The deduced amino acid sequence of the lysozyme protein was 143 amino acids in length, with a calculated molecular mass of 15.84 kDa and an isoelectric point of 4.74. Sequence motifs, together with alignment and phylogenetic results, confirmed that G. orientalis lysozyme belongs to the C (chicken)-type lysozyme family of proteins. The protein sequence of lysozyme from G. orientalis showed high identity to that of Drosophila melanogaster (51.7%); however, in contrast to D. melanogaster lysozyme, G. orientalis lysozyme was immune inducible and expressed in a wide range of tissues. Expression of G. orientalis lysozyme mRNA was highest at 8 h post-infection and subsequently decreased with time after bacterial infection. We also expressed G. orientalis lysozyme protein in vitro using the pET expression system. Compared with the negative control, over-expressed G. orientalis lysozyme showed antimicrobial activity against Gram-negative bacteria Escherichia coli and Gram-positive bacteria Bacillus subtilis by radial diffusion assay, with MIC values of 30.3 μM and 7.55 μM respectively. These results indicate that G. orientalis lysozyme may have stronger antimicrobial activity than other lysozymes against a broad range of microorganisms.

Hemocytes are key players in the immune response against pathogens in insects. However, the hemocyte types and their functions in the white-spotted flower chafers, Protaetia brevitarsis seulensis (Kolbe), are not known. In this study, we used various microscopes, molecular probes, and flow cytometric analyses to characterize the hemocytes in Protaetia brevitarsis seulensis. we identified the professional phagocytes, granulocytes (GRs), which mediate encapsulation and phagocytosis of pathogens. The GRs were immunologically or morphologically activated and phagocytosed potentially hazardous substances in vivo.