To identify whether higher expression of carboxylesterase (CbE) E4 in Myzus persicae is due to gene duplication, gene copy number was determined by quantitative real-time PCR. In addition, to determine the actual protein concentration of CbE E4 and it activity, Western blotting and activity staining were conducted. CbE gene copy number was highly correlated with carbamate resistance ratio (r2=0.934). However, CbE E4 expression level was little correlated with insecticide resistance ratio (r2<0.046) and no apparent correlation was observed among the gene copy number, protein quantity and total activity of CbE E4. Therefore, it was assumed that not only quantitative changing but also qualitative alteration of CbE E4 occurred in M. persicae. To investigate any potential alteration of CbE E4, mutation survey was conducted by sequencing of CbE E4 from various local strains of M. persicae. G137D and W251L mutations have been known as the main mutations associated with structural change leading to resistance. Interestingly, a new G134C mutation, which is in proximity of G137D mutation, was identified in the oxyanion hole of CbE E4. To predict the functional role of this mutation in resistance, 3-dimensional structure modeling was conducted. In summary, CbE E4 appears to be involved in resistance to both pyrethroids and carbamates as a nonspecific hydrolase or sequestration protein in M. persicae.

본 연구의 목적은 알츠하이머 질병과 관련된 유전자 (아포지단백 e4 유전형질)를 보유함으로써 유발되는 뇌기능의 결함 (뇌 활성화 감소, 대뇌피질 두께 감소)을 유산소능력이 상쇄시켜줄 수 있는지를 심리생리학적 측정법을 통해 조사하는 것이다. 연구대상자는 평균연령 20세의 건강한 성인 남성들로 29명의 아포지단백 e4 유전형질 보유자와 30명의 무보유자로 구성되었으며, 이들은 YMCA 싸이클 프로토콜을 통해 예측된 최대산소섭취량에 의해 고 유산소능력 집단과 저 유산소능력 집단으로 구분되었다. 인지기능은 오드볼 과제 수행 중 Fz, Cz, Pz 영역에서 측정된 신경전기적 반응인 사건유발전위의 P300 진폭과 잠재기를 통해 조사되었다. 연구 결과 e4 유전형질을 보유한 집단에서 고 유산소능력 집단의 Fz와 Cz에서 측정된 P300 진폭이 저 유산소능력 집단의 진폭보다 유의하게 컸다. 그러나 유산소능력에 따른 P300 진폭의 차이는 유전형질을 보유하지 않은 집단에서는 나타나지 않았다. P300 잠재기 분석에서는 유전형질 보유여부에 상관없이 고 유산소능력 집단의 Pz에서 측정된 P300 잠재기가 저 유산소능력 집단보다 짧았다. 이러한 결과들은 유산소능력이 높을수록 정보처리 속도가 빠르고, 과제 수행시 특정 뇌영역에 주의자원의 양이 많다는 것을 의미한다. 유산소능력이 유산소 운동훈련과 정적으로 상관되어 있고 유산소능력의 효과가 유전형질을 보유한 집단에게 더 크다는 사실은 알츠하이머 질병의 유전적인 위험에 노출된 사람들에게 유산소운동에 꾸준한 참여가 더욱 중요할 수 있음을 의미하는 것이다.