폴리드나바이러스의 일종인 CpBV (Cotesia plutellae bracovirus) 바이러스 게놈에 포함된 시스타틴(CpBV-CST1) 유전자의 과발현이 곤 충의 면역 및 발육을 교란한다. 이 연구는 바이러스 유래 시스타틴의 생물적 기능의 심화 연구와 해충저항성 작물 개발을 위해 담배형질전환체를 구축하는 데 목적을 두었다. 이를 위해 형질전환체를 대상으로 목표유전자의 발현분석과 곤충에 대한 발육억제에 대한 생물검정을 수행했다. 시 스타틴 유전자를 pBI121 운반체에 재조합한 pBI121-CST를 제작하고, 이를 아그로박테리움(Agrobacterium tumefasciens) 세균 매개에 의한 담 배 형질전환 및 재분화를 유도하여 약 92%의 높은 신초 재분화율을 나타냈다. 이들 재분화된 개체 가운데 담배 genomic DNA에 시스타틴 유전 자가 삽입된 형질전환 추정 개체를 PCR 분석법으로 선발하였다. 다시 quantitative real-time PCR (qRT-PCR) 분석을 통해 이들 목표유전자 의 발현을 분석하였다. qRT-PCR 결과는 형질전환 추정 개체가 비형질전환체에 비해 유전자 발현이 약 17 배 높게 나타나 형질전환계통에서 목 표유전자가 안정적으로 발현되고 있음을 확인했다. 선발된 형질전환담배를 대상으로 갓 부화한 담배나방(Helicoverpa assulta) 1령 유충에 대한 살충효과를 확인하였다. 살충력에 있어서 형질전환계통간의 차이가 있었다. 특히 T9와 T12계통은 섭식 후 7 일차 조사에서 95% 이상의 살충효 과를 보였다. 이상의 결과들은 CpBV-CST1이 해충저항성 작물 개발에 필요한 유용 유전자 자원으로서 활용될 수 있음을 제시하고 있다.

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.

폴리드나바이러스의 일종인 CpBV (Cotesia plutellae bracovirus) 바이러스 게 놈에 포함된 시스타틴 유전자의 과발현이 배추좀나방 유충의 면역 및 발육을 교란 한다. 이 연구는 바이러스 유래 시스타틴의 생물적 기능을 형질전환식물을 통해 검 정하고, 해충저항성 작물 개발을 위한 기반 연구로서 담배형질전환체를 구축하는 데 목적을 두었다. 아울러 목표유전자의 발현분석과 곤충에 대한 발육억제에 대한 분자생물학적 분석과 생물검정을 수행했다. 시스타틴(cystatin: CST) 유전자를 pBI121 운반체에 재조합한 pBI121-CST를 제작하고, 이를 agrobacterium 매개에 의한 담배 형질전환 및 재분화를 유도하여 약 92%의 높은 신초 재분화율을 나타냈 다. 목표유전자의 삽입여부와 발현분석으로 담배 genomic DNA에 시스타틴 유전 자가 삽입된 형질전환 추정 개체를 선발하였다. Quantitative real-time PCR 분석을 통해 형질전환 추정 개체가 비형질전환체에 비해 유전자 발현이 약 18배 높게 나타 나 형질전환계통에서 목표유전자가 안정적으로 발현되고 있음을 확인했다. 형질 전환 추정 개체의 생물적 기능 분석으로 담배나방 유충 섭식조사를 수행하여 유의 한 살충효과를 확인하였다. 섭식 후 7일차 조사에서 T9와 T12계통은 95% 이상의 살충효과를 보였으며, 3일차에서도 40% 이상의 살충효과를 나타내었고 계통간의 차이가 있었다. 이상의 결과들은 시스타틴이 곤충 발육을 억제하는 생물적 활성을 나타내며, 해충저항성 작물 개발에 필요한 유용 유전자 자원으로서 활용될 수 있는 기능이 있음을 제시하고 있다.