중금속은 다양한 경로를 통해 환경 중 배출되어 서식 생물에 노출되며 체내 다양한 생리학적 불균형을 유도한다. 본 연구에서는 수서생물지표종으로 이용되는 깔따구 (Chironomus riparius)를 이용하여 야외 중금속 (Al, Aluminum; Cr, Chromium; Cu, copper; Mn, Manganese; Zn, Zinc) 농도 노출에 따른 다양한 분자발현 반응과 상관성을 분석하였다. 생물 체내 분자 반응을 관찰하기 위해 heat shock protein 40, 70, 90 (HSP40, 70, 90), cytochrome 450 (CYP450), Glutathione S-transferase (GST) and Serine-type endopeptidase (SP)를 이용하였다. 그 결과, 스트레스 분자마 커로 이용되는 HSPs 유전자들은 중금속 노출된 개체들에서 대조군보다 높은 경향을 보였으며 Cu 노출 시 가장 높은 발현을 나타냈다. 해독에 관여하는 CYP450과 GST 유전자 발현 결과, Cr과 Cu에서는 다른 노출군에 비해 높은 발현 경향을 나타냈다. SP 유전자 발현 결과 Al을 제외한 모든 노출군이 대조군과 유사한 발현 패턴을 보였다. 이와 같은 연구 결과는 실내에서 환경 중 존재하는 실제 농도를 반영한 독성실험을 통해 노출물질과 농도에 따라 특이적으로 발현하는 분자마커 패턴을 보고하였다. 또한, 수생태계로 유입되는 중금속이 하천에 서식하는 생물에 주는 유해 영향에 대한 정보와 분자 지표 유전자들의 현장 적용 가능성을 보여준다.

Heavy metals are common pollutants in the freshwater environment and have toxicological effect in habitat organisms. The heavy metals highly accumulated in sediment and organism, and observed various physiological responses. In this study, we investigated the molecular response to heavy metal toxicity (Al, Aluminum; Cr, Chromium; Cu, copper; Mn, Manganese; Zn, Zinc) through expression of heat shock protein 40, 70, 90 (HSP40, 70, 90), cytochrome 450 (CYP450), Glutathione S-transferase (GST) and Serine-type endopeptidase (SP). HSPs showed up-regulation in Cu and Zn exposures. Furthermore, HSPs expression in treated groups tended to be higher than the control group. The tendency of CYP450 and GST mRNA expression was higher for Cr and Cu than for other exposure group. The expression of SP gene was low at Al exposure and other group were measured to be similar to control. These results suggest that heavy metal toxicity in freshwater ecosystem may affect physiological and molecular process. Also, the comprehensive gene expression in the aquatic midge Chironomus riparius give useful information to potential molecular biomarkers for assessing heavy metal toxicity.

Abstract
서 론
재료 및 방법
    1. 실험생물
    2. 노출 실험 및 조건
    3. 분자지표 측정을 위한 유전자 발현
    4. 통계적 자료 분석
결과 및 고찰
    1. 중금속 노출에 따른 HSPs 유전자 발현
    2. 중금속 노출에 따른 CYP450과 GST 유전자 발현
적 요
REFERENCES

• 김원석(전남대학교 해양융합과학과) | Won-Seok Kim (Department of Ocean Integrated Science, Chonnam National University)
• 박기연(전남대학교 수산과학연구소) | Kiyun Park (Fisheries Science Institute, Chonnam National University)
• 곽인실(전남대학교 해양융합과학과/전남대학교 수산과학연구소) | Ihn-Sil Kwak (Department of Ocean Integrated Science, Chonnam National University/Fisheries Science Institute, Chonnam National University) Corresponding author