바이러스로 인한 호흡기 질환은 가장 이환율이 높은 질병이며 미국의 통계 및 우리나라의 발생 추정치로 보아모든 감염질환 발생의 절반 정도를 차지하는 것으로 파악되고 있다. 사람의 호흡기 질환에는 많은 종류의 바이러스가직접 또는 간접적으로 관련되어 있으며 가장 잘 알려져 있는 인플루엔자 바이러스 외에 흔히 감기(common cold)를일으키는 병원체인 아데노바이러스(adenovirus), 파라인플루엔자 바이러스(parainfluenza virus, PIV), RS 바이러스(respiratory syncytial virus, RSV), 라이노바이러스(rhinovirus), 코로나바이러스(coronavirus)등이 대표적 병원체이다.또한 거미와 곤충, 벌레 등 척추가 없는 동물이 바이러스 산실이다. 곤충유래 무척추 동물들은 지카바이러스(zikavirus)나 뎅기바이러스(dengue virus) 등에 의한 감염질환을 일으키고 있다. 이러한 호흡기 및 곤충 바이러스들에대한 치료제들은 극히 일부 연구되어 상용화되고 있지만 내성 바이러스 출현으로 새로운 치료제 개발이 시급하다.따라서 다양한 식물체들을 활용한 바이러스 치료제 등에 관해 설명하고자 한다.

작물 재비시에 가장 중요한 것은 병해충관리이다. 최근 기후변화로 인하여 병해충 발생이 증가하고 있을 뿐만 아니라 외래병해충이 유입되어 농작물 재배에 심각한 피해를 끼치고 있다. 그 중에서 다양한 식물바이러스가 창궐하여 농작물을 황폐화하고 있는데 이러한 바이러스들이 확산하는 중요한 방법으로서 곤충을 매개체로 이용한다. 본 연구에서는 퇴근 토마토농가에 심각한 피해를 끼친 토마토황화잎말림바이러스(Tomato yellow leaf curl virus; TYLCV)를 옮기는 유일한 매개충인 담배가루이(Bemisia tabaci)를 대상으로 바이러스 매개작용을 연구하였다. 분자생물학적 방법인 PCR방법으로 담배가루이의 TYLCV보독 여부를 진단하였다. 그리고 바이러스 보독에 의한 담배가루이의 습식패턴 및 행동변화를 바이러스 보독충 및 비보독충간에 비교분석하였다. 담배가루이는 TYLCV에 보독이 됨으로서 날개짓, 다리 떨기 등 몸의 움직임이 3-4배 증가했으며 또한 구침을 식물조직에 찔러 습식하는 기간이 짧고 비행빈도가 증가했다. 즉, 바이러스 보독충은 비보독충에 비해 훨씬 활동이 증가했으며 이러한 현상은 매개충에 의하여 바이러스가 전파되는데 유리한 조건이라고 판단된다.

시스타틴(cystatin: CST)은 C1A류 시스테인 단백질분해효소에 대한 경쟁적 가역억제자로서 동식물류에서 파파인과 같은 캐셉신을 억제 대상으로 작용하게 된다. 바이러스 유래 CST (CpBV-CST1)이 폴리드나바이러스의 일종인 CpBV (Cotesia plutellae bracovirus)에서 동정되었 다. 기존 연구는 이 유전자의 과발현이 배추좀나방(Plutella xylostella) 유충의 면역 및 발육을 교란한다는 것을 보여 주었다. 본 연구는 이 유전자 의 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 추 정되었다. CpBV-CST1이 먼저 pGEX 발현벡터에 재조합되고, BL21 STAR (DE3) competent cells에 형질전환된 후 0.5 mM IPTG로 4 시 간동안 과발현되었다. 분리된 재조합단백질은 파파인에 대한 뚜렷한 억제효과를 나타냈다. 이 재조합단백질은 파밤나방(Spodoptera exigua)에 대 해서 혈구소낭형성의 세포성 면역반응을 억제하고, 경구로 처리할 때 배추좀나방의 유충발육을 처리 농도에 비례하여 제한시켰다. 이상의 결과 는 CpBV-CST1이 해충 밀도 억제에 응용될 수 있음을 제시하고 있다.

돼지 생식기 호흡기 증후군 바이러스(PRRSV)는 당단백질(GP)2, 3, 4, 5, 및 막단백질(M), 그리고 뉴클레오캡시드(N) 등 6개의 구조단백질을 내포하고 있 으며 이들은 각각 ORF2-7 으로부터 암호화된다. 본 연구에서는, 누에 핵다각 체병 바이러스(BmNPV)의 다각체 단백질 프로모터와 6개의 히스티딘 단편이 부착된 새로운 전이벡터인 pBmKSK4를 제작하여 각각의 구조단백질을 발현 시켰다. 목적유전자와 재조합된 전이벡터는 Bm5 세포에 bBpGOZA와 cotransfection 시킨 후, 순수 재조합 바이러스를 정제하여 사용하였다. 발현된 각각의 단백 질은 SDS-PAGE 분석 및 항-히스티딘 항체와 PRRSV 항체를 사용한 Western blot 분석으로 확인하였다. 그 결과, N 단백질만이 SDS-PAGE 상에서 발현이 가능하였고 나머지 구조 단백질은 항체수준에서만 발현을 확인할 수 있었다. 그러나 GP5는 다른 단백질에 비해 발현이 매우 저조하게 나타났는데, 그 이 유는 GP5 단백질의 Bm5 세포에 대한 독성으로 추정되었다. 각 단백질 발현 율의 향상을 위해 SUMO 유전자를 도입한 결과, 항원단백질의 발현율이 기존 보다 높아짐을 알 수 있었다. 이와 같이, 베큘로바이러스를 이용한 각 구조단 백질의 높은 발현은 돼지 생식기 호흡기 증후군 바이러스의 효과적인 백신 개발 가능성을 시사해준다.

To determine the optimal concentration of fetal bovine serum (FBS) on the growth of insect cells and the multiplicity of viruses, the growth of cells (Sf21 and Bm5) and viruses were examined on the various concentrations of FBS. In view of the viability, growth speed, proliferation of cells and the amount of FBS, the most proper concentration for the cell culture were 7% and 5% for Sf21 and Bm5, respectively. The multiplicity of viruses at the various concentrations of FBS was similar in both cell lines at 5 days post-infection (p.i.). However, it differed significantly at 2 and 3 days p.i. The proper concentration of FBS were 10% and 3% for Sf21 at 2 and 3 days p.i., respectively, and 5% for Bm5 at both 2 and 3 days p. i. These results suggested that the optimal concentration of FBS should be determined according to the used cell lines and viruses for their optimum production.

Autographa californica 핵다각체병 바이러스(AcNPV)의 다각체 단백질과 초록색 형광 단백질의 융합단백질의 특성을 분석하였다. 초록색 형광 단백질 유전자는 AcNPV의 완전한 다각체 단백질 유전자의 앞쪽과 뒤쪽에 융합하여 다각체 단백질 유전자의 프로모터 조절하에 도입하였다. 이렇게 작성된 재조합 바이러스를 각각 Ac-GFPPOL 또는 Ac-POLGFP이라고 명명하였다. 이들 재조합 바이러스에 의해 감염된 곤충세포주에서는 56kDa의 융합단백질이 발현되었다. 한편, 흥미롭게도 재조합 바이러스 Ac-POLGFP에 의해 감염된 세포주에서는 초록색 형광이 핵내에서만 다각체 유사 granular particle 형태로 관찰되었다. 반면에 Ac-GFPPOP에 의해 감염된 세포도주에서는 대부분 핵내에 존재하였지만, 세포질과 핵 모두에서 초록색 형광을 관찰할 수 있었다. 그러나 발현된 융합단백질은 분명히 다각체단백질을 포함하고 있음에도 다각체는 형성하지 않았다. 이러한 결과들은 융합단백질에서 다각체단백질의 위치와 관련이 있는 것으로 보여진다.

남부지방에서 분리한 곤충병원성곰팡이 Beauveria bassiana GY1-17균주를 이용하여 산림해충인 오리나무잎벌레(Agelastica coerulea), 밤나무혹나방(Meganola melancholica), 회양목명나방(Glyphodes perspectalis), 잔디해충인 등얼룩풍뎅이(Blitopertha orientalis), 채소해충인 배추좀나방(Plutella xylostella) 및 거세미나방(Agrotis segetum)의 생물적 방제 가능성을 알아보기 위하여 실험한 결과, 오리나무잎벌레와 배추좀나방유충은 7.0~2.0 conidia/ml 농도에서 처리 7일과 5일후 100%의 치사율을 나타내었다. 밤나무혹나방유충은 0.03875~3.1 conidia/ml 처리에서 66.7~100%의 높은 치사율을 보였으나 회양목명나방유충은 2.0~2.0conidia/ml 처리에서도 전혀 치사되지 않았다. 등얼룩풍뎅이유충은 3.7 conidia/ml 농도에서 46.7%의 치사율을 보였고, 거세미나방유충은 2.5 conidia/ml 농도에서 63.3% 치사율을 나타내었다.

파밤나방 핵다각체병ㅂ이러스의 기주곤충 및 나비목해충에 대한 병원성과 10종 baculovirus의 파밤나방 유충에 대한 교차감염을 조사하여 방제에 이용하고자 시험을 수행하였다. 난에대한 중앙치사농도()는 2.855 다각체/ml로 유충보다 높았다. 령별 은 3령이 1.422 다각체/ml로 1령보다 1.16배, 5령보다 .11배의 높은 병원성을 나타냈다. 각 령의 중앙치사일수()은 1.56 다각체/ml에서 4.26~5.04일이었다. 8종 나비목 해충에 대한 파밤나방 핵다각체병바이러스의 병원성은 기주곤충인 파밤나방에서만 인정되었고 10종의 곤충간상바이러스 중 Autographa californica MNPV, Mamestra brassicae MNPV 및 Trichoplusia ni MNPV 등 3종이 파밤나방 유충에 대해 교차감염을 일으켰다.

담배거세미나방 핵다각체병바이러스를 white carbon 제제, molasses 제제 및 White carbon-molasses 혼합제등 3종의 바이러스살충제로 만들어 제제의 살포방법, 살포효과 및 잔류효과를 폿트 및 콩포장에서 살충효과를 비교하였다. 바이러스 살충채 살포는 콩잎 표면 살포시 약 5일, 이변 살포시 약 12일까지 60% 이상의 살충효과가 지속되었다. 폿트식재 콩잎을 이용한 바이러스살충제의 살포효과는 molasses 제제와 with carbon 제제에서 모두 97% 이상의 살충효과가 있었으나 molasses성분을 포함한 제제는 햇빛에 의해 일부 콩잎에 약해를 보였다. 바이러스살충제 살포 1 시간 후 빗물 처리에 의한 영향은 빗물 무처리와 큰 차이가 없이 90% 이상의 살충효과가 있었다. 야외 콩 포장에서 바이러스살충제의 살포효과는 3종의 제제 모두 90%이상의 살충율이었 며, 유기합성농약보다 7일 늦게 효과가 나타난 반면 2주 이상 효과가 지속되었다.

담배거세미나방 핵다각체병바이러스에 섭식촉진물질, 다각체 침전방지제 및 전착물질과 자외선 차단제를 첨가하여 만든 3종의 바이러스 살충제를 담배거세미나방 유충에 먹여 제제별로 살충 효과를 비교하였다. 바이러스 살충제에 설탕농도 1-5% 첨가로 섭식촉진이 증대되어 살충효과가 높았으며, 바이러스의 불활화 차단효과도 있었다. 살충제 제형에 따른 바이러스 침전방지는 polyvinylalcohoI 0.5%, 식물체 전착성은 Triton X -100 0.1 %에서 효과가 좋았다. 자외선차단제의 양은 white carbon은 100 L 당 800 g, molasses는 30%첨가에서 바이러스의 불활화가 감소되었으며 white carbon-molasses 혼합제는 white carbon 500 g, molasses 10%의 비율에서는 살충효과가 약간 감소하였으나 세 제제 모두 살포 3일후 95%이상의 살충율을 보였다. White carbon 체제는 molasses 제제보다 다각체 포매가 뚜렷하여 잔류효과가 증대되었으나 유충의 섭식은 molasses제제에서 촉진되었다.

담배거세미나방 핵다각체병 바이러스(Spodoptera litura nuclear polyhedroses virus: SINPV) 미생물살충제로 개발하기 위하여 기주식물, 온도 보관조건 및 태양광선에 의한 병원성 및 안정성에 대하여 조사하였다. 콩잎에 살포한 SlNPV의 담배거세미나방 3령과 5령 유충에 대한 은 각각 와 였으며 에 대한 은 3령과 5령에 대하여 각각 7.3일파 8.9일이었다. SINPV는 에서 4시간, 에서 1 10분 처리하였을 때 활성이 저하되었으며 처리시간이 길어질수록 급격한 활성감소현상을 보였다. 또한 SINPV는 동결보관이 나 보관보다 안정적인 활성을 유지하였다. 콩잎표변에 살포한 SINPV는 콩잎표변에 살포한 경우 3일 후에 불활화하였으나 콩잎 이면살포에서는 10일간 활성이 지속되었다.