플라스틱은 전세계적으로 사용량이 증가함에 따라 해양 환경으로 유입되는 플라스틱 쓰레기의 양도 꾸준히 증가하고 있으며, 미세플라스틱은 해양 생물에 의해 섭취되어 소화관에 축적됨에 따라 성장과 생식에 유해한 영향을 미친다. Cytochrome P450 (CYP)는 환경 오염물질을 대사하 는 해독효소로 알려져 있으나 지각류에서는 그 기능에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 본 연 구에서는 기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis에서 clan 2, 3, 4에 각각 속하는 CYP 유전자 9종(clan 2: CYP370A4, CYP370C5; clan 3: CYP350A1, CYP350C5, CYP361A1; clan 4: CYP4AN-like, CYP4AP2, CYP4AP3, CYP4C33-like1)의 서열에 대해 진화적으로 보존된 서열의 유사도를 분석 하고 계통분석을 실시하였다. 또한 3종류의 서로 다른 크기의 polystyrene beads (0.05-, 0.5-, 6-μm PS beads; 0.1, 1, and 10 mg/L)에 48시간 노출된 기수산 물벼룩에서 이들 9종의 CYP 유 전자의 발현을 real time reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR)로 분석하였 다. 결과적으로 기수산 물벼룩 CYP 유전자는 모두 진화적으로 보존된 motif를 가지고 있으며 계통분석 결과 각각 clan 2, 3, 4에 속하는 것으로 확인되었다. 이는 기능적으로 보존되어 있음 을 의미한다. CYP 유전자 중 clan 2에 속하는 CYP370C5와 clan 3에 속하는 CYP360A1, 그리고 clan 4에서는 CYP4C122 유전자의 발현이 0.05-μm PS beads에 노출되었을 때 유의하게 증가 하는 양상을 보였으며, 이는 이들 유전자가 PS 대사에 관여한다는 것을 의미한다. 본 연구는 미세플라스틱이 해양 무척추 동물에 미치는 생물 영향을 분자적 수준에서 이해하는데 도움이 될 것이다.

In Korea, the Asian honey bee (Apis cerana) and the European honey bee (Apis mellifera) (Hymenoptera: Apidae) are the two most common honey bee species. These two closely related species are known to have different sensitivity levels to various insecticides due to millennia of exposure to different pests and pesticides. It is reported that A. cerana is known to be more sensitive to several insecticides, such as amitraz, fenitrothion, and fipronil, than A. melllifera. Multiple studies investigated toxicological responses and related CYPome in A. mellifera, but little is known in A. cerana. The goal of this study is to elucidate the underlying mechanism of different toxicological responses between two bee species, with an emphasis on cytochrome P450 (P450), a significant enzyme involved in metabolic activities. The differences in basal P450 expression patterns were investigated by comparing the relative expression levels of P450 orthologs in several dissected organisms of each species. To compare the sensitivity against major insecticides, lethal doses of major insecticides relevant to both honey bee species were assessed by topical and oral ingestion bioassays. The determined sublethal doses of insecticides were applied to honey bees, and the inducibility of P450s was investigated by comparing the expression patterns of multiple P450s. From these results, this study eventually attempts to compare the toxicological differences between two Apis species with differences in induced cytochrome P450 expression levels.

The Varroa mite, Varroa destructor, a parasitic mite that afflicts honey bees, has become increasingly resistant to acaricides like fluvalinate due to its widespread use. The target site insensitivity mechanism, mediated by the L925V/M/I mutations in the voltage-gated sodium channel, plays a major role in resistance. Additionally, cytochrome P450 monooxygenases (Cyp450s) appear to function as a metabolic resistance factor; however, no Cyp450-mediated resistance mechanism has been reported to date. The aim of this study was to identify and characterize Cyp450s associated with fluvalinate resistance. A synergistic bioassay confirmed the involvement of Cyp450s in conferring tolerance or resistance to fluvalinate. Correlation analysis between mortality data and the expression levels of Cyp450 genes led to the identification of several candidates that may play a crucial role in fluvalinate resistance. Analysis of tissue distribution patterns revealed that these genes were most abundantly expressed in the cuticle and synganglion. This suggests that, despite their relatively low expression level, they may play a critical role in protecting the target site from fluvalinate due to its predominant expression in neuronal tissues. Functional analysis, in conjunction with baculovirus expression, demonstrated that fluvalinate has high inhibition rates against the recombinant candidate Cyp450s, suggestive of their strong interaction with fluvalinate. We discussed the potential utilization of their expression levels as a molecular marker for diagnosing metabolic resistance in field-collected Varroa mites.

1,2-Dichlorobenzene (1,2-DCB) is in various industries as solvents in herbicides, pesticides, and wax, and as degreasers or in the production of dyes. Studies on the hazards and risks of 1,2-DCB showed that this substance can cause skin corrosion, skin irritability, respiratory irritability, and certain target organ toxicity. Industrial workers are exposed to 1,2-DCB by inhalation or skin exposure and there is a lack of information on human hazards even though they can be exposed to organic compounds such as benzene or other DCB complexes rather than a single substance. In this study, we investigated the specific organ toxicity of 1,2- DCB and sex differences using whole-body inhalation in laboratory mice. Male and female mice were exposed to 0–120 ppm of the test substance for 13 weeks. After euthanization, the organs were collected, histopathological assessments and immunohistochemistry (IHC) were performed, and lipid peroxidation was analyzed. Macro and microscopic lesions were observed in the livers of male mice exposed to the test substance, and microscopic alterations were observed in the nasal cavities of male and female mice. IHC analysis of the liver confirmed a greater increase in cytochrome P450 induction in males than in female mice, and malondialdehyde and 4-hydroxynonenal were increased in both sexes by 1,2-DCB inhalation. Based on the relevant literature and experimental results, 1,2-DCB is believed to cause specific organ toxicity in the livers of male mice and the nasal cavities of both sexes of mice, which is supposed to be related to sex differences in cytochrome P450 induction and changes in lipid and oxidative products associated with the early metabolites of the test substance.

미토콘드리아 시토크롬 c 산화효소 1 (COX1) 유전자 염기서열(658 bp)을 사용하여, 콩 포장에서 채집된 어리팥나방(Matsumuraeses falcana)과 팥나방(Matsumuraeses phaseoli)의 종을 실험실 집단의 종들과 비교하여 동정하였다. COX1 염기서열 분석에서, 어리팥나방 47개체 로부터 10개의 하플로타입이 발견되었고, 종내 유전적 거리는 0.15~0.46%이었다. 이중 하프로타입 A형이 약 70%로 우점형이었다. 팥나방의 30개체로부터는 모두 동일한 하나의 서열만이 확인되었고, 어리팥나방과의 종간 유전적 거리는 4.11~4.61%이었다. 두 종의 COX1 염기서열을 번역한 아미노산 서열은 모두 동일하여 동의적 염기서열 변이(동의치환, 同義置換, synonymous substitution)를 확인할 수 있었다. 포장 조사에 서 두 종의 유충이 콩의 잎과 꼬투리를 가해하였고, 한 포장에서 동시에 발생하였다. 전체 포장에서 어리팥나방의 평균 밀도는 팥나방보다 약 1.5 배 높았다. 이 결과는 콩이 두 종의 동일 기주임을 명백하게 제시하였다. 별도로 이 속의 유충 기생파리로서 Elodia flavipalpis (파리목: 기생파리 과)가 발견되었고, COX1 서열로 동정되었다.

Under the stressed condition, a complex feedback mechanism for stress is activated to maintain homeostasis of the body and secretes several stress hormones. But these stress hormones impair synthesis and secretion of the reproductive hormones, followed by suppression of ovarian function. Cytochrome P450 1A2 (CYP1A2) plays a major role in metabolizing exogenous substances and endogenous hormones, and its expression is recently identified at not only the liver but also several organs with respect to the pancreas, lung and ovary. Although the expression of CYP1A2 can be also affected by several factors, understanding for the changed pattern of the ovarian CYP1A2 expression upon stress induction is still limited. Therefore, CYP1A2 expression in the ovaries from immobilization stress-induced rats were assessed in the present study. The stress-induced rats in the present study exhibited the physiological changes in terms of increased stress hormone level and decreased body weight gains. Under immunohistological observation, the ovarian CYP1A2 expression in both control and the stressed ovary was localized in the antral to pre-ovulatory follicles. However, its expression level was significantly (p < 0.01) higher in the stress-induced group than control group. In addition, stress-induced group presented more abundant CYP1A2-positive follicles (%) than control group. Since expression of the ovarian CYP1A2 was highly related with follicle atresia, increased expression of CYP1A2 in the stressed ovary might be associated with changes of the ovarian follicular dynamics due to stress induction. We hope that these findings have important implications in the fields of the reproductive biology.

Cytochrome P450 1A2 (CYP1A2) is a member of the cytochrome P450 superfamily enzymes in mammals and plays a major role in metabolizing endogenous hormones in the liver. In recent days, CYP1A2 expression has been found in not only the liver but also other tissues including the pancreas and lung. However, little information is available regarding the expression of CYP1A2 in the ovary, in spite of the facts that the ovarian follicle growth and atresia are tightly associated with controls of endocrine hormonal networks. Therefore, the expression of CYP1A2 in the ovaries of prepubertal and pubertal rats was investigated to assess its expression pattern and puberty-related alteration. It was demonstrated that the expression level of CYP1A2 was significantly (p < 0.01) higher in the pubertal ovaries than prepubertal counterparts. At the ovarian follicle level in both groups, whereas CYP1A2 expression was less detectable in the primordial, primary and secondary follicles, the strongly positive expression of CYP1A2 was localized in the granulosa cell layers in the antral and pre-ovulatory follicles. However, the ratio of CYP1A2-positive ovarian follicle was significantly (p < 0.01) higher in the ovary of pubertal group (73.1 ± 3.1%) than prepubertal one (41.0 ± 10.5%). During the Immunofluorescence, expression of CYP1A2 was mainly localized in Fas-positive follicles, indicating the atretic follicles. In conclusion, these results suggested that CYP1A2 expression was mainly localized at the atretic follicular cells and affected by the onset of puberty. Further study is still necessary but we hypothesize that CYP1A2 expresses in the atretic follicles to metabolize residue of the reproductive hormones. These findings may have important implications for the fields of reproductive biology of animals.

보구치는 난류성으로 전 세계적으로 널리 분포하며 해양 저층에 주로 서식하는 어종이다. 광양만에 서식하는 보구치의 미토콘드리아 DNA에서 cytochrome c oxidase subunit I (COI) 유전자를 발굴하고 해양 어류종에서의 계통유전학적인 위치를 분석하였다. 발굴된 미토콘드리아 DNA 내 605 bp COI 시컨스의 다중배열 결과 광양만 보구치들 에서는 높은 염기서열 상동성을 확인하였다 (98~100%). 하지만 광양만 내해와 외해의 어획지점에 따라 염기서 열 변이가 다르게 나타나는 것을 확인하였다. 외해지점의 보구치들에서 COI 내 염기서열 변이가 높게 나타났다 (43.2~70.3%). 나아가 13종 어류의 COI 계통유전학적 분석결과 광양만 보구치는 타이완에서 보고된 보구치와 하나의 계통군 (clade)으로 묶이고 진화적 거리는 0.036으 로 나타났다. 또한 민어 (M. miiuy)와 대두이석태 (Pennahia Macrocephalus)에 속한 어종과 진화적 거리가 가까운 것으로 나타났다 (0.041~0.048). 본 연구의 결과는 국내산 보구치의 분자 계통유전학적 정보를 제공함으로 연안환경에 따른 어류자원 모니터링 및 종다양성 관리에 주요한 유전 적 자료로 활용될 것이다.

2019년에 서남해안 지역인 고창군의 옥수수 밭 주변에서 성페로몬을 이용하여 열대거세미나방(Spodoptera frugiperda) 성충을 효과적으로 모니터 링하는 방법을 조사하였다. 총 함량이 300 또는 1000 ㎍인 2종류 성분 조성의 성페로몬 미끼[(100%) (Z)-9-tetradecenyl acetate and (2%) (Z)-7-dodecenyl acetate]를 설치한 깔대기형 트랩과 델타형 트랩 중에서 열대거세미나방은 300 ㎍ 미끼의 깔대기형 트랩에서 8월 6일에 처음 잡혔고 가장 많이 포획되었다. 또한 깔대기형 트랩 모두에서 비표적 종인 뒷흰가는줄무늬밤나방(Mythimna loreyi)이 많이 포획되었다. 총 함량이 1000 ㎍인 위의 2종류 성분 조성과 4종류 성분 조성의 미끼[(100%) (Z)-9-tetradecenyl acetate, (8%) (Z)-11-hexadecenyl acetate, (2%) (Z)-7-dodecenyl acetate, and (1%) (Z)-9-dodecenyl acetate]를 설치한 날개형 트랩에서 열대거세미나방은 비슷한 수준의 낮은 포획수를 보였으나 뒷흰가는줄무늬밤나방은 4종류 성분 조성의 미끼에서 훨씬 더 많이 포획되었다. 성페로몬 트랩에 포획된 열대거세미나방 70마리의 미토콘드리아 시토크롬 옥시다제 1(CO1)의 부분 염기서열(1,004 bp)을 이용하여 계통수를 분석한 결과, 두 개의 종내 변이군으로 나눠졌으며 66마리가 CO1-RS로, 나머지 4마리는 CO1-CS로 분지되었다. 또한 두 개의 CO1 변이군과 기주식물계통(벼, 옥수수)에서 일관되게 차이가 있는 총 12개의 CO1 단일염기다형성(SNP)이 확인되었으며, 전체 73마리 중 4마리만 CO1-CS 그룹(옥수수계통 포함)과 동일한 패턴을 보였으며 나머지 69마리는 CO1-RS그룹(벼계통 포함)과 같았다.

The two-spotted spider mite, Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae), is one of the most important pest species devastating many horticultural and ornamental crops and fruit trees. In the present study, a field strain was collected in January 2001 and has been selected for sixteen years with acequinocyl. The resistance ratio calculated from the LC50 of eggs and adults was 191- and 4,237-fold, respectively. The laboratory-selected acequinocyl resistance (LSAR16) strain was screened with 11 acaricides for cross-resistance. The detoxifying enzyme activities and quantitative real-time PCR analysis were performed in the LSAR16 strain. Crossing experiments revealed that LSAR16 strain was inherited maternally, incompletely dominant and monogenic. Most importantly, we identified two new point-mutations at mitochondrial cytb from acequinocyl resistant T. urticae.

Oriental fruit fly, Bactrocera dorsalis, is one of the serious pests of fruit throughout the world. Two regional populations (Bangladeshi and Malaysia) were collected using methyl eugenol lure and one laboratory population was obtained from Thailand. Three populations were compared in cytochrome b (CYB) cytochrome oxidase I (COI) sequences. COI sequences were highly homologous. However, CYB sequences were polymorphic and used to discriminate these regional populations by a phylogenetic analysis. In CYB phylogeny analysis, Malaysia and Thailand populations were clustered and Bangladeshi population was separated

남생이(Mauremys reevesii)는 거북목 남생이과의 담수환 경에 서식하는 동물로서, 우리나라의 멸종위기야생동․식물 II급 및 천연기념물 453호로 지정되어 보호 받고 있다. 환경 부, 국립공원관리공단 및 지자체 등에서 남생이 복원 사업 이 진행되고 있지만, 남생이의 서식현황, 행동권 연구 등 기초적인 생태, 행동에 관한 연구는 일부 수행되고 있으나, 복원사업의 토대인 유전적 계통분류에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구는 우리나라 남생이의 계통분류학적 위치 를 정립하고 복원사업의 토대를 마련하고자 국내에서 2개 지 역에서 포획된 남생이(n=2)를 대상으로 mtDNA cytochrome b 유전자 분석을 수행하였다. 남생이의 분포는 한반도, 중국 지역이며, 최근에는 대만, 홍콩, 일본, 인도네시아, 팔라우, 티모르섬에 인위적 도입으로 인한 자연 내 집단이 형성되어 있다. 일본에 서식하는 남생이는 도입종으로서 현재 일본 남 부 지방에 산재하여 서식하고 있으며, 18c 후반 한국에서 도입 된 것으로 추정되고 있다. 현재 남생이과(family Mauremys) 의 6종은 M. annamensis, M. japonica, M. mutica. M. nigricans, M. reevesii, M. sinensis이며 이들 6종간 서식처 의 유사성과 사람에 의한 인위적 도입에 따른 혼재에 의해 타종간 교배가 비교적 자유롭게 이루어지고 있어 한국에 서식하는 남생이의 유전자 분석을 통한 계통학적 위치 및 유전자 다양성의 파악이 필요하다. DNA 염기서열 분석은 많은 동물군의 계통관계 재검토 및 종과 유전자 보전을 위한 보전생물학의 연구에 중요한 자료가 되며, 미토콘드리아 DNA는 근연한 분류군이나 개 체군 내의 다양성 연구에 적합한 마커로 사용되고 있다. 본 연구에서는 한국에 서식하는 남생이의 분류학적 위치를 확 인하기 위해 cytochrome b 부분염기서열을 파악하였으며, Genbank의 염기서열과 비교하였다. 본 연구를 위해 전라남도 영암군 군서면 도갑면 도갑저수 지에서 포획된 1개체와 경상남도 산청군에서 포획된 1개체 총 2개체의 혈액 샘플에서 total DNA를 추출하였으며, PCR을 위한 primer로는 mtA, H15906을 사용하였고, PCR 조건은 40cycle, 95℃ 1min, 50℃, 72℃ 2min으로 수행하 였으며 ABI3730XL에 의해 980bp의 염기서열을 얻었다. 남생이의 타종간 교배를 확인하기 위 해 Genbank에 있는 남생이 속 내 다른 5종의 염기서열(M. annamensis (AY434564), M. japonica (AB559253), M. mutica (AY434628), M. nigricans (AJ519500), M. sinensis(AY434615))과 비교하 였다. Outgroup은 Cuora aurocapitata를 사용하였다. 염기 서열 alignment, 변이 사이트의 확인, 모델 선택, phylogenetic tree 구성을 위해 Mega5.2의 Jukes-Cantor (JC) 모델을 사 용하여 neighbor-joining tree를 만들어 비교 하였다. 남생이의 cytochrome b 960bp 결과와 Genbank에 있는 남생이 cytochrome b 960bp를 발췌해 함께 분석 한 결과 남생이 종 내의 변이 사이트는 총 13사이트 발견되었다. neighbor-joinging tree 결과 총 3clade로 나타났으며, 도갑 저수지의 1개체는 Gp1에 속하는 것으로, 경남 산청군의 1 개체는 Gp2에 속하는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 나타난 3clade의 확인을 위해서 suzuki등이 2011에 발표한 논문과 비교한 결과 한국 서천에서 채집된 개체가 포함된 한반도 그룹에 도갑저수지의 개체가 포함되 는 것으로 나타났고, 경남 산청의 개체는 중국 그룹에 포함 되는 것으로 확인되었다. 본 연구의 도갑저수지 개체가 한 반도 그룹에 포함되어 한반도 고유종으로 판단할 수 있는 토대를 마련하였지만 샘플 수가 많지 않아 향후 한반도의 고유종에 대한 분류학적 위치를 조명하기 위해서는 남생이 샘플의 추가 확보는 물론 한국 내 권역별 샘플 확보와 더불 어 더 많은 마커의 분석이 필요할 것으로 판단된다.

To identify subspecies of the sika deer, Cervus nippon, and to select C. n. hortulorum individuals for restoration of this subspecies in Korea, we obtained cytochrome b partial sequences (375 bp) of sika deer (C. nippon) from deer farms in northeastern China, North Korea, mainland Korea, and Jeju Island. Based on noninvasive samples, these cytochrome b sequences were compared with the corresponding haplotypes of sika deer, which were obtained from GenBank. We identified five individuals of sika deer from deer farms in northeastern China and North Korea as C. n. hortulorum, and found that interbreeding between individuals belonging to different subspecies is common on deer farms in far-eastern Asia. We concluded that the five C. n. hortulorum individuals on deer farms from northeastern China and North Korea, detected in this study, cannot be considered as pure descendants of C. n. hortulorum in the wild.

콩과(Fabaceae) 작물 해충인 팥나방(Matsumuraeses phaseoli)과 어리팥나방(M. falcana) (나비목: 잎말이나방과)은 형태적으로 매우 유사하여 종 구별이 힘든 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 PCR-SSP(PCR with Sequence Specific Primers) 방법으로 두 종을 빠르고 정확하게 구별할 수 있는 판별법을 찾고자 두 종의 미토콘드리아 시토크롬 옥시다제 I(mtCOI) DNA 부분영역(439 bp)의 염기서열을 해독하였다. 그리고 다른 나방 종의 mtCOI 염기서열과 함께 나열하여 비교한 후 팥나방과 어리팥나방에서 종 특이적으로 차이가 나는 단일 뉴클레오티드를 프라이머의 3ʹ말단으로 하는 염기서열 특이 프라이머 조합을 만들었다. PCR 산물들을 전기영동 한 결과, 어리팥나방은 245 bp, 팥나방은 409 bp와 245 bp의 특이적 밴드 패턴을 보여 두 종을 구별할 수 있었다.