바이오인

 
진드기 게놈이 성공적인 흡혈동물의 비밀을 폭로
미 국립보건원 연구가 새로운 진드기 제어 방법으로 이끌 듯  

【그림 설명】 흡혈한 진드기 사진
Ixodes scapularis(참진드기속 등빨간긴가슴잎벌레 종) 진드기가 흡혈한 모습
* 제공 : 질병통제 및 예방 센터

□ 그들의 연구대상에 걸맞는 불굴의 노력으로, 거의 100명의 연구자들로 이루어진 국제 연구팀이 10여년에 걸쳐 고생스럽게 노력하여 라임진드기(참진드기 속 등빨간긴가슴잎벌레 종)의 게놈을 해독하는 기술적으로 어려운 도전을 극복

  ㅇ 미 국립보건원 산하 국립 알레르기 및 감염성 질환 연구소는 Nature Communications에 온라인으로 발표된 동 연구를 지원

□ NIAID 책임자인 Anthony S. Fauci 박사는 진드기는 다른 절지동물들보다 사람과 동물들에게 훨씬 다양한 종류의 감염성 미생물을 전파한다고 언급

  ㅇ 라임병을 일으키는 나선형 박테리아가 아마도 진드기에 의해 전파되는 가장 잘 알려진 미생물이지만 진드기는 바베스열원충증, 아나플라스마증, 진드기 매개 뇌염 및 다른 질환들을 일으키는 감염성 물질도 전파

  ㅇ 새롭게 파악한 게놈은 무엇이 진드기를 그렇게 효과적인 질병 매개체로 만드는지에 대한 통찰력을 제공하며 아마도 그들이 사람과 동물의 건강에 미치는 영향을 저감하는 새로운 길을 만들게 될 것이라고 강조

□ 퍼듀대학교의 Catherine A. Hill 박사가 연구진을 주도

  ㅇ 여러 시간대에 걸쳐 수십명의 연구자들의 활동을 조절하는 병참 측면의 도전들 외에도 야생에서의 2년과 실험실에서의 9개월에 걸친 오랜 기간 동안 연구자들의 관심을 유지하는 것은 어려웠다고 Hill 박사는 언급

  ㅇ 참진드기 속 진드기들은 3개의 흡혈 생애 단계를 가지며 각 단계 동안 그들은 다른 종류의 척추동물에서 먹고 삶

  ㅇ 각 단계별로 진드기들은 한 번에 몇 시간에서 며칠씩 피를 섭취

  ㅇ 교미 후 암컷 성충 진드기들은 매우 빨리 다량의 피를 마셔서 엄청나게 몸집을 확대

  ㅇ Hill 박사는 진드기의 생애 단계에 따라서 유전자들이 켜지거나 꺼지기 때문에 분석을 위해서 각 단계별 진드기들을 모아서 배양해야만 했는데 이것은 쉽지 않았다고 언급

□ 또 다른 도전은 약 21억 DNA 염기쌍으로 이루어진 진드기 게놈 전체 크기와 염기서열들의 반복

  ㅇ Hill 박사는 DNA 반복의 정도가 전체의 약 70% 수준으로 전체 게놈을 정확한 순서로 조립하는 것이 매우 어려웠다고 언급

  ㅇ 마침내 연구진들은 전체 게놈의 약 2/3의 순서와 서열을 결정

  ㅇ 단백질을 코딩하는 유전자 20,486개의 염기서열을 결정

  ㅇ 그 중 20%는 진드기에서만 발견되는 독특한 것으로 이들은 감염성 진드기에 대항하기 위한 새로운 길을 찾는데 있어서 여기서부터 시작하라고 알려주는 이정표와 같다고 강조

【그림 설명】 Ixodes scapularis(참진드기속 등빨간긴가슴잎벌레 종) 진드기의 생애주기
* 제공 : 질병통제 및 예방 센터

□ Hill 박사는 비록 최근의 연구에서 진드기 게놈에 대한 최초의 관찰을 묘사했으나 과학자들은 벌써 왜 참진드기속 진드기들이 기생충으로써 성공적인지와 병원균의 전파에 뛰어난 이유에 대해 실마리를 줄 수 있는 유전자들과 단백질군들을 규명했다고 주목

  ㅇ 예를 들어 다른 흡혈동물들에 비해, 진드기들은 그들의 철을 포함한 음식을 소비하고 농축하고 제독하는 데 필요한 단백질을 보다 많이 보유

    - 튜브처럼 생긴 부리를 통해 상대적으로 소량의 혈액을 빠르게 빨아 올리는 모기들이 혈액 소화를 위한 다수의 단백질을 가지고 있으나 진드기들은 이 과정에 관여하는 더 많은 단백질을 보유

  ㅇ 다른 유전자들은 진드기들이 대량의 혈액 식사에 동반하여 혈액을 농축하고 빠르게 과량의 수분을 배출하는 것을 돕는 단백질들을 암호화

  ㅇ 또한 다른 유전자들은 진드기들이 흡혈동안 전체 몸 크기가 100배 증가하는 것을 수용할 수 있도록 빠르게 그들의 딱딱한 외벽을 팽창할 수 있도록 함

□ 게놈에 반영된 진드기 생애주기의 다른 특이점들은 그들의 각각의 흡혈 단계 동안 숙주를 탐색할 때 사용하는 다면적인 감각시스템들과 관련된 유전자들을 포함

  ㅇ 모기와 비교할 때, 진드기들은 숙주를 감지하는데 보다 적은 유전자들을 가지고 있으며 모기들의 후각 수용체들과 달리 그들의 음식원을 추적하기 위해 미각 수용체를 사용

□ 새롭게 규명된 단백질들 각각은 새로운 진드기 특이적 치료법의 잠재적인 목표가 될 것이라고 Hill 박사는 설명

  ㅇ 게놈은 진드기 내부에서 이루어지는 일에 대한 암호책을 제공하였고 이를 가지고 그들의 시스템을 해킹하고 그들에 대항하는 스크립터를 쓰기 시작할 수 있다고 강조

□ 미국 내에서 라임병의 유병율에 있어서 변동을 설명하기 위한 노력에서 연구진은 북동부 및 중서부의 5개 주와 남부 3개 주에서 채집한 참진드기속 등빨간긴가슴잎벌레 종들 간에 유전적인 다양성을 설명

  ㅇ 북동부와 중서부의 진드기는 남부의 진드기에 비하여 라임병을 일으키는 박테리아를 보다 쉽게 확산시키거나 이들 두 집단이 어쩌면 다른 종을 구성할 수도 있다고 예측

  ㅇ Hill 박사는 유전적 분석의 결과 참진드기속 등빨간긴가슴잎벌레 종은 하나였지만 미묘한 유전적 차이가 검출되었고 이것이 아마도 질환을 전파하는 집단의 능력에서의 차이 즉, 질병 유병율을 설명하는데 도움이 될 것이라고 강조

□ Hill 박사는 그녀의 다리가 여덟 개인 연구주제에 대하여 마지못해하는 칭찬을  인정

  ㅇ 그들의 숙주에 감염하는 작업에 단호하게 고수하는 방식이 거의 사랑스러울 정도이며 그들은 끈질기고 곧 원기를 회복하는데 우리 연구진도 진드기의 책에서 한 페이지를 구해서 우리가 목표를 달성할 때까지 오랜 기간 동안 그러한 방식으로 함께 일했다고 언급

□ 이번 다학제 프로젝트에 참여한 다른 연구진

  ㅇ Bruce Birren 박사 Broad Institute of MIT and Harvard in Cambridge, MA

  ㅇ Frank H. Collins 박사 the University of Notre Dame, Notre Dame, IN

  ㅇ Claire M. Fraser 박사 Institute for Genome Sciences, University of Maryland School of Medicine in Baltimore

  ㅇ Karen E. Nelson 박사 J. Craig Venter Institute (JCVI) in Rockville, MD

  ㅇ NIAID 감염성 질환 프로그램 게놈 센터는 Broad 연구소, JCVI 및 메릴랜드 대학의 염기서열 분석들을 지원

□ NIAID 과학자이며 공저자인 Jose M. Ribeiro 박사는 NIAID 기관고유 프로그램으로 지원

  ㅇ 이 연구를 지원하기 위한 추가적인 보건성, 국립보건원 및 NIAID 연구비들은 N01-AI30071, HHSN272200900007C, HHSN266200400001C, 5R01GM77117-5, HHSN266200400039C, HHSN272200900039C, NIH-1R01AI090062, NIH 1R21AI096268, TL1 TR000162, HHSN272200900040C, R01AI017828 및 R01AI043006

★ 국립 알레르기 및 감염성 질환 연구소

    - 미국과 전세계에 걸쳐 감염성 및 면역 관련 질환의 원인을 연구하고 이들 질환을 예방, 진단 및 치료하기 위한 보다 나은 방법을 개발하기 위해 연구를 수행하고 지원

    - 뉴스 등 NIAID 관련 자료는 웹싸이트에서 찾을 수 있음

★ 미 국립보건원에 대하여 : 미 국립보건원은 국가에서 설립한 의료 연구기관으로 27개 연구소와 센터로 구성
 - 기초, 임상 및 중개 의료 연구를 지원하는 주요 연방기관이며 질환들의 원인, 대처 및 치료를 연구
 - 보다 많은 정보가 필요한 경우 www.nih.gov 방문 요망

【참고문헌】

M Gulia-Nuss et al. Genomic insights into the Ixodes scapularis tick vector of Lyme disease. Nature Communications DOI: 10.1038/ncomms10507 (2016).

* 출처 : 보도자료(2016년 2월 9일)
        (http://www.nih.gov/news-events/news-releases/tick-genome-reveals-secrets-successful-bloodsucker)

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