Viruses in the genus
참돔이리도바이러스병 (RSIVD, red seabream iridovirus dis - ease)은 1990년 일본 시코쿠 지역의 참돔 양식장에서 처음 발병 된 후, 매년 발병지역의 확산되고 있다(Inouye et al., 1992). 원인체가 되는
패류는 여과섭식(filter-feeding)을 통해 먹이섭취를 하는 과정 중 norovirus 등의 human enteric virus 뿐만 아니라 marine birnavirus (MABV), white spot syndrome virus (WSSV) 와 같은 수생동물에 영향을 줄 수 있는 바이러스들이 중장선 (diges - tive gland)에 축적되어 존재하는 것이 보고되고 있다 (Atmar et al., 1995; Gerba et al., 1978; Goyal et al., 1979; Suzuki and Nojima, 1999; Vazquez-Boucard et al., 2010). 특히
현재 PCR 방법과 함께 자주 사용되고 있는 high-resolution melting (HRM) 기법은 PCR 수행시 intercalating fluorescent dye를 첨가하여 PCR과정에서 생성되는 amplicon에 결합 시키고, 이후 온도 상승을 줌으로써 target 부위의 염기서열에 따라서 각기 다른 형태로 나타나는 fluorescence signal의 변화 특성을 분석하는 방법이다(Kristensen and Dobrovic, 2008; Tajiri- Utagawa et al., 2008; Wittwer et al., 2003). 따라서 HRM 기법의 적용은 PCR target 부위에서의 variation을 보다 빠르고 손쉽게 구별함으로써 패류 내에 축적된
본 연구에서는
본 실험에 사용된 굴은 2010년 3월 진하 (동해 지역) 및 2011년 3월 고성 (남해 지역)에서 채취한 굴(
2000년 9월에 남해안 양식장에서
패류의 중장선 50 mg 또는 배양된 바이러스 상등액 200 μ L로 부터 AccuPrep ® Genomic DNA Extraction Kit (Bioneer, Korea)을 사용하여 제조사의 protocol에 따라서 DNA를 분리하여 50 μ L의 TE buffer에 현탁하였다. 분리된 DNA는 분광 광도계 (Eppendorf ® BioPhotometer)를 사용하여 흡광도 측정으로 A260/A280 nm값을 구하여 DNA의 양을 측정하였으며 실험 전 까지 -20 °C에서 보관하였다.
추출한 DNA를 template로 사용하여 1-step PCR (Applied Biosystems ® 2720 Thermal Cycler)를 아래와 같은 방법으로 실시하였다. 10 × PCR buffer 2 μ L, 200 μ M의 각각의 dNTP, 1 μ M의 sense primer와 1 μ M의 antisense primer (Table 1), Taq DNA polymerase (G-Taq DNA polymerase, Cosmogentech, Korea) 및 template 1 μ L를 첨가한 후 증류수로 최종액의 vol - ume이 20 μ L가 되도록 했다. PCR 혼합물은 94°C에서 3분간 pre-denaturation 시킨 후, 94°C에서 30초 denaturation, 55°C에서 30초 annealing, 72°C에서 30초 extension 의 반응을 35cycle 수행 한 후 72 °C 에서 7분간 post-extension 시켰다. 2-step PCR amplification은 1-step PCR product 1 μ L를 template로 사용하여 위와 동일한 방법으로 실시하였다.
[Table 1.] Primers information used in this study
Primers information used in this study
PCR 후 증폭 산물은 0.5 μ g/ μ L EtBr (Ethidium Bromide)이 첨가된 2% agarose gel 을 이용하고, 1 × TAE buffer (40 mM Tris-acetate, 1 mM EDTA)를 전기영동을 위한 완충액으로 하여 전기영동을 실시하였다. UV 검출기에서 나타나는 band를 관찰하여 그 증폭여부를 확인하였다.
각 지역에서 가장 뚜렷한 2-step PCR 양성을 보이는 시료를 하나씩 택하여 amplicon (280 bp)을 GeneAll ® Expin Gel SV kit (GeneAll Biotechnology, Korea)을 사용하여 정제하였으며, 정제된 DNA를 pGEM-T Easy vector (Promega, USA)에 ligation 후
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HRM 분석기법을 이용한 Megalocytivirus의 subgroup 분석
HRM을 시행하기 위한 반응액에는 10 × buffer 2 μ L, 200 μM 의 각각의 dNTP, 1 μ M의 forward와 reverse primer, EvaGreen (Bioyium, Korea) 1 μ L, Hot start Taq (HS prime Taq DNA polymerase, Genet Bio, Korea) 및 template 1 μ L를 첨가 후 증류수로 최종액의 volume이 20 μ L가 되도록 했다. HRM 분석은 Rotor-GeneTM 6000 (Qiagen, Germany)을 사용하였고 아래와 같은 방법으로 실시하였다.
먼저 95°C에서 5분간 pre-denaturation 시킨 후, 95 °C에서 10초 denaturation, 56°C에서 10초 annealing, 72°C에서 15초 extension의 반응을 45 cycle 수행하였다. 45 cycle이 끝난 후 80-90°C에서 0.1°C /s의 속도로 온도를 증가시키며 Tm (melting temperature) 값을 측정하였다.
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패류 중장선 내 Megalocytivirus 의 검출
채집된 패류 각 개체 별로 (18 개체) 분리된 DNA를 template로 하여
HRM 분석기법의 최적화를 실시하기 위해서
HRM을 수행한 결과,
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HRM을 활용한 패류 내 존재하는 Megalocytivirus의 subgroup분석
Distribution of subgroups in Megalocytivirus obtained from shellfish based on differentiation by high-resolution melting analysis.
패류의 여과섭식을 통한 먹이섭취 과정 중 축적된 norovirus 등의 human enteric virus에 대한 분석 방법은 많은 연구에 의해 보고되고 있으며, 수생동물에 영향을 줄 수 있는 바이러스인 MABV, WSSV의 패류 조직 내에서의 축적도 보고되고 있다(Atmar et al., 1995; Gerba et al., 1978; Goyal et al., 1979; Suzuki and Nojima, 1999; Vazquez-Boucard et al., 2010). 또한
현재까지 감염 어류를 대상으로 하여 국내에서 보고된
따라서 feeding-activity를 가지는 패류에 오염된
일반적으로 패류의 중장선에 축적된 바이러스 particles 수는 감염 어류에 비해 적고 또한 유전적으로 유사한 다양한 subgroup의
HRM은 PCR의 증폭산물로부터 target이 되는 유전자의 유전적 다양성을 신속하고 효율적으로 확인할 수 있는 기술로 mutant나 variation 부위를 확인할 수 있다(Kristensen and Dobrovic, 2008; Tajiri-Utagawa et al., 2008; Wittwer et al., 2003). 따라서 본 연구에서는
일반적으로 패류에 축적된 바이러스는 양적 문제뿐만 아니라 다른 유전자형의 바이러스가 동시에 존재하기 때문에 조직 DNA를 주형으로 한 PCR amplicon에 대한 HRM의 직접적인 적용은 힘들다. 따라서 본 연구에서는 4종의 subgroup의 MCP 유전자부위에서 conserved region을 target으로 한 새로운 primer를 제작하고 이를 사용하여 2-step PCR을 실시한 후 결과물로 나타난 amplicon을 pGEM-T Easy vector에 cloning하였다. 나타난 clones를 무작위로 선별하여 plasmid를 분리한 후 cloned MCP gene에 대한 PCR amplicon의 variation에 대한 HRM 분석을 실시하여 subgroup을 확인하였다. 그 결과, 모든 양성 시료에는 subgroup 2와 subgroup 4가 함께 존재하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 subgroup 1과 subgroup 3는 검출되지 않아 아직까지의 국내 발병사례에서 이 두 가지 type에 의한 사례가 보고된 바 없다는 결과와 일치함을 알 수 있었다. 본 연구에서 비록 subgroup 1에 대한 HRM은 따로 실시하지 않았으나 gene sequence analysis에서 subgroup 1로 분류 할 수 있는 clones는 없었다 (Fig. 3). 그러므로 우리나라의 수권은 우리나라 양식현장에서 나타나는 subgroup 2와 subgroup 4 두 가지 types에 노출 되어 있으며, 아직 subgroup 1과 subgroup 3은 우리나라 양식현장의 수권에서 비상존성 바이러스 종 (exotic species)으로 분류 할 수 있음을 확인 할 수 있었다. 향후 수입 수산물의 검역에서 이에 대한 보다 정밀한 분석이 항상 이루어져 새로운 subgroup의 국내 유입 방지책이 있어야 할 것이다.
더욱 흥미로운 것은 시료를 채취한 지역별로 나타난 subgroup들의 비율이 차이가 있다는 것이었다. JHOy1003 로부터 의 2-step PCR amplicon-clones 중에는 subgroup 4가 83.3%의 비율로 나타났고, SSC1109로 부터의 2-step PCR amplicon- clones 중에는 subgroup 2가 85.7% 의 비율을 차지하고 있어 동해지역(진하)은 subgroup 4, 서해지역(서산)은 subgroup 2가 각각 우점적임을 확인 할 수 있었다. 그리고 GSOy1103로 부터의 2-step PCR amplicon-clones 중에는 subgroup 2가 60%, subgroup 4가 40% 로 나타나 남해지역(고성)은 subgroup 2와 subgroup 4가 서로 유사한 비율로 나타나고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 주변 양식 환경에 따라 넙치양식이 주를 이루고 있는 동해 지역의 경우 넙치에 감염되는 FLIV가 굴에 축적되어서 나타난다고 생각 되어지며 또한 동해지역과는 달리 남해 지역과 서해 지역의 경우 넙치 양식뿐만 아니라 돌돔 양식을 포함하여 다양한 어종의 양식이 이루어지고 있으므로 subgroup 2와 subgroup 4에 속하는 바이러스가 매년 어류에서 발생하여 수권으로 유출되어 패류 내로 축적되고 있는 것으로 확인되어졌다. 기법적으로 보면 염기서열 분석 결과와 본 연구의 HRM 결과와 비교하였을 때 결정 된 subgroup들은 서로 동일한 결과를 보였으며(Fig. 3), 이러한 결과를 통하여
결론적으로 국내에 서식하고 있는 패류의 중장선 내에서