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.

차세대 염기서열 분석(Next Generation Sequencing, NGS)은 대량의 병렬 데이터 생산으로 유전체의 염기서열 을 고속으로 분석하는 기술이며, 이 기술은 바이러스 유전체 분석에도 광범위하게 사용되고 있다. 하지만, 바이 러스의 전장 유전체가 100kb를 넘을 경우, 동일한 raw data라도 분석 방법 및 소프트웨어 그리고 매개변수 (parameter)에 따라 유전체의 크기와 구조가 다르게 결정된다. 따라서 유전체가 큰 바이러스 분석 시, 최적화된 NGS 분석 방법을 선택하는 것이 중요하다. 본 연구는 장수풍뎅이 누디바이러스(Oryctes rhinocerous nudivirus, 120kb) 유전체를 기반으로, 다양한 Assembly 소프트웨어(metaviralSPAdes, metaSPAdes, velvet, shovill, Geneious, megahit)를 사용하여, 최적화된 NGS 분석 방법을 고안하였다. Assembly 소프트웨어에 따라 바이러스 유전체 크기와 특징(Single Nucleotide Polymorphism, Insertion&Deletion, repetitive genomic variants)의 차이를 확인하였 다. Assembly 소프트웨어 간의 차이가 있는 염기서열은 Sanger sequencing을 통해 재확인하여, 참조 유전체 (reference sequence)를 구축하였다. 이 참조 유전체를 기반으로 가장 정확한 Assembly 소프트웨어와 parameter를 평가하였다. 본 연구는 분석 방법에 따라 달라지는 유전체의 특성을 이해하고, 바이러스 유전체를 정확하게 구축 하는 분석 파이프라인을 제공할 것으로 기대된다.

장수풍뎅이(Trypoxylus dichotomus)는 오래 전부터 애완·학습용으로 활용되는 정서곤충으로 곤충산업의 씨 앗이 되는 중요한 곤충이다. 2012년 청원군에서 처음 장수풍뎅이 유충이 일제히 사망한 사례가 있고 2014년부터 비슷한 증상의 사례가 전국적으로 발생했다. 2015년에는 이러한 원인이 장수풍뎅이 누디바이러스(Oryctes rhinoceros nudivirus, OrNV)로 인한 것임이 밝혀졌고 2017년에 raw sequencing data가 NCBI에 공개되었지만 추가 분석은 이루어지지 않았다. 따라서, 우리는 국내 장수풍뎅이에서 분리한 누디바이러스(Trypoxylus dichotomus nudivirus, TdNV-KR)로 명명하고, NCBI로부터 수집한 Malaysia, Solomon Islands, Indonesia, Philippines, Palau strain의 OrNV sequence와 비교 분석하였다. 그 결과, TdNV-KR의 genome size는 126,408bp임을 확인하였고 다른 OrNV strain이 비해 가장 적은 open reading frames(ORF)를 가지고 있었으며, 3개의 ORF가 TdNV genome에서만 부재함을 확인했다. 또한, Nudivirus core genes의 아미노산 염기서열 비교에서는 Single-nucleotide polymorphism 과 indels(insertion/deletion)로 인해 highly conserved 한 OrNV strain의 sequence들에 비해 TdNV의 시퀀스는 많은 변이/차이를 보였다. 우리의 연구는 누디바이러스의 종간 전파에 대한 이해도를 높이고, 바이러스 간의 유연관계 를 확인함으로써 유입 경로를 추정하여 산업곤충의 질병을 효과적으로 예방하는 데 기여할 것이다.

The purpose of this study was to determine the safe and effective method for preventing the occurrence of Oryctes rhinoceros Nudivirus in Allomyrina dichotoma on agricultural farms. There is a high demand for the use of A. dichotoma larvae in animal feed and as pet for educational purpose. Recently, we reported that OrNV is fatal virus diagnosed in A. dichotoma larvae in local farms in Korea. Mulberry leaves contain 1-deoxynojirimycin that represented anti-inflammatory, anti-virus, and anti-tumor effects. To prevent OrNV, we have fed the sawdust combined with 1% and 5% mulberry leaves powder to OrNV infected 2nd and 3rd stage larvae of A. dichotoma, and identified the mortality rate(%) during ten weeks. As a results, the 2nd stage larvae which were fed the sawdust combined with 5% mulberry leaves treatment recorded 60% mortality rate after ten weeks compared to the 100% mortality rate in the control. And the fatality rate of 3rd stage larvae which were fed 5% mulberry leaves treatment decreased 70% compared to the control. Therefore, application sawdust combined with mulberry leaves might be effective in the prevention and control of OrNV disease in A. dichotoma. Additionally, in the ten insect breading farms application test, OrNV virus disease have not appeared in the mulberry leaf powder treatment group.

Allomyrina dichotoma (order Coleoptera, family Scarabaeidae) is used for development of pharmaceuticals, pet or educational purposes and animal feedstuffs. The disease occurrence and distribution of Oryctes rhinoceros Nudivirus were investigated in Allomyrina dichotoma in Korea using PCR and analyzed the DNA seqeunces using BLAST(Basic Local Alignment Search Tool). The virus infected larvae were collected from 10 insect rearing farms in five different regions (Gyounggi, Chungbuk, Chungnam, Jeonnam, Daejeon). Frequency of OrNV virus infection appeared differently depending on the regions or rearing facilities (open field, vinyl house, indoor breeding system and etc.). The collected samples of Allomyrina dichotoma raised on open fields showed the highest possibilities of OrNV virus infection. The OrNV average infection rate of open fields rearing systems was 50.0%.