본문 바로가기
HOME> 논문 > 논문 검색상세

논문 상세정보

다이아지논에 의해 야기된 송사리의 이상행동 연관 분자생물지표의 선발
Selection of Molecular Biomarkers Relevant to Abnormal Behaviors of Medaka Fish (Oryzias latipes) Caused by Diazinon

고성철    (한국해양대학교 건설환경공학부   ); 신성우    (한국해양대학교 건설환경공학부   ); 조현덕    (부산대학교 생명과학부   ); 전태수    (부산대학교 생명과학부   ); 김정상    (경북대학교 동물공학과   ); 이성규    (안전성평가연구소  );
  • 초록

    본 연구의 목적은 다이아지논(Diazinon; O, O-diethyl O-[6-methyl-2 (1-methylethyl)-4-pyrimidinyl] phosphorothioate)에 노출된 모델 생물체(송사리)의 행동변화와 관련된 분자생물학적 기전 규명을 통하여 비정상적 행동의 모니터링을 위한 생물지표(biomarker)를 개발하는데 있다. 이를 위해 우선 suppression subtractive hybridization (SSH) 및 DNA microarray 기법을 활용하여 다양한 유전자를 스크리닝하였다. 다이아지논에 노출시킨 송사리에서 발현의 차이가 나는 상향 조절된 유전자 97개 (알려지지 않은 유전자 27개 포함)와 하향 조절된 유전자 99개 (알려지지 않은 유전자 60개 포함)를 동정 하였고 이들 중 이상행동과 관련되는 것으로 보이는 유전자 10개 (상향조절 5개, 하향조절 5개)를 선발하였다. 이들 중에서 primer 제작이 잘된 beta-1, Orla C3-1, parvalbumin 및 apolipoprotein E을 선발하여 그 유전자 발현을 real-time PCR 기법을 사용하여 정량적으로 모니터링 하였다. Orla C3-1, parvalbumin 및 apolipoprotein E는 고농도의 다이아지논 처리(1000 ppb; 24 h)에서 그 발현이 억제됨이 관찰되었다. 다이아지논 처리 시 신경질환 (알츠하이머 병 및 다운신드롬)에 관련된 apolipoprotein E와 근육세포의 유연화에 작용하는 parvalbumin 등의 발현억제는 송사리의 인지능력 교란 및 근육세포의 경직 등을 각각 유도하여 송사리의 비정상적 행동을 야기하는 것으로 판단되었다. 따라서 이들 생물지표는 신경독성물질에 의한 송사리 및 기타 어류의 이상행동의 변화의 감지에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.


  • 주제어

    diazinon .   biomarkers .   Oryzias latipes .   suppression subtractive hybridization .   real-time PCR .   behaviors.  

  • 참고문헌 (32)

    1. Erwin WR, Keijzers R and Cornelis AM. Acetylcholinesterase inhibition and increased food consumption rate in the zebrafish, Danio rerio, after chronic exposure to parathio, Aquatic Toxicology 2003; 64: 451-460 
    2. Kwak IS, Chon TS, Kang HM, Chung NI, Kim JS, Koh SC, Lee SK and Kim YS. Pattern recognition of the movement tracks of medaka (Oryzias latipes) in response to sublethal treatments of an insecticide by using artificial neural networks. Environ. Pollution 2002; 120: 671-681 
    3. Lee HK and Lee YH. A study of system development for the detection of toxic materials into the source of water supply, J. Civil. Engineering 1998; 18: 289-297 
    4. Mandal PK and Kulshrestha AK. Histopathological changes induced by sublethal summit in Clarias batrachus, Linn. Ind. J. Expt. Biol. 1980; 18: 547-558 
    5. Oehlmann VD, Berger S, Sterner C and Korsching SI. Zebrafish beta tubulin 1 expression is limited to the nervous system throughout development, and in the adult brain is restricted to a subset of proliferative regions. Gene Expression Patterns 2004; 4: 191-198 
    6. Salminen WF, Voellmy (Jr) R and Roberts SM. Induction of hsp 70 in HepG2 cells in response to hepatotoxicants, Toxicology and Applied Pharmacology 1996; 141(1): 117-123 
    7. Stafford JL and Belosevic M. Transferring and the innate immune response of fish: identification of a novel mechanism of macrophage activation, Developmental & Comparative Immunology 2003; 27: 539-554 
    8. Tyler CR, Filby AL, Aerle R, Lange A, Ball J and Santos EM. Fish toxicogenomics: Advances in Experimental Biology, Volume 2 2008; 75-132, 324-325 
    9. Qui$\tilde{n}$ones A and Rainov NG. Identification of genotoxic stress in human cells by fluorescent monitoring of p53 expression: Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis 2001; 495: 73-85 
    10. Elaine R, Brown GT, Coker GT and Karen LO. Organization and evolution of the rat tyrosine hydroxylase gene, Biochemistry 1987; 26: 5208-5212 
    11. McCarron MO, Muir KW, Weir CJ, Dyker AG, Bone I, Nicoll JA and Lees KR. The apolipoprotein E allele and outcome in cerebrovascular disease, Stroke 1998; 29: 1882-1887 
    12. Pan G and Dutta HM. The inhibition of brain acetylcholinesterase activity of juvenile largemouth bass Micropterus salmoides by sublethal concentrations of diazinon, Environ. Res. 1988; 79: 133-137 
    13. Schuller E, Gulesserian T and Seidl R. Barin t-complex polypeptide 1 (PCP-1) related to its natural substrate $\beta$1 tubulin is decreased in Alzheimer’s disease, Life Sciences 2001; 69: 263-270 
    14. Sambrook J and Russell DW. Molecular Cloning 'A Laboratory manual', Third edition, cold spring harbor laboratory press, New York 2001 
    15. Coker GT, Vinnedge L and O'Malley KL. Characterization of rat and human tyrosine hydroxylase gene: functional expression of both promoters in neuronal and non-neuronal cell types, Biochemistry and Biophysical Research Communications 1988; 157: 1341-1347 
    16. Rumelhart DE, Hinton GE and Williams RJ. Learning internal representations by error propagation, MIT Press, Cambridge MA 1986. 318-362 
    17. Lucarelli P, Piciullo A, Verdecchia M, Palmarino M, Arpino C and Curatol P. The role of p-850 tumor necrosis factor- $\alpha$ and apolipoprotein E genetic polymorphism in patients with Down's syndrome-related dementia, Neuroscience Letters 2003; 352(1): 29-32 
    18. Jordan BD, Relkin NR, Ravdin LD, Jacobs AR, Bennett A and Gandy S. Apolipoprotein E epsilon4 associated with chronic traumatic brain injury in boxing, J. Am. Med. Association 1997; 278: 136-140 
    19. Kim JS, Koh SC, Lee SK and Chon TS. Regulation of acetylcholine esterase and neurotransmitters in Oryzias Latipes by diazinon, J. Environmental toxicology 1999; 14(3): 81-85 
    20. Majachrzak R, Sroczynski J and Chelmeska E. Evaluation of the nervous system in workers in the furnace and coal divisions of the coke-producing plants, Med. Pr. 1990; 2: 108-113 
    21. Thomas N, McEachron D, Freedman W and Yang WP. Cold acclimation increases gene transcription of two calcium transport molecules, calcium transporting ATPase and parvalbumin beta, in carassius auratus lateral musculature, Journal of Thermal Biology 2003; 28(3): 227-234 
    22. Murali DR and Krishna G. Neurobehavioral changes in freshwater fish Channa punctatus exposed to fenitrothion, Bull. Environ. Contam. Toxicology 1991; 47: 455-458 
    23. Chon TS, Chung N, Kwak IS, Kim JS, Koh SC, Lee SK, Leem JB and Cha EY. Movement behavior of medaka (Oryzias latipes) in response to sublethal treatments of diazinon and cholineesterase activity in semi-natural conditions, Environmental Monitoring and Assessment, 2005; 101(1-3): 1-21 
    24. Feng Q, Boone, AD and Vijayan MM. Copper impact on heat shock protein 70 expression and apoptosis in rainbow trout hepatocytes, Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology 2003; 135(3): 345-355 
    25. Huriaux F, Vandewalle P and Focant B. Immunological study of muscle parvalbumin isotopes in three African catfish during development, Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology 2002; 132(3): 579-584 
    26. Ma Y, Cao L, Kawabata T, Yoshino T, Yang BB and Okada S. Cupric nitrilotriacetate induces oxidative DNA damage and apoptosis in human leukemia HL-60 cells, Free Radical Biology and Medicine 1998; 25: 568-575 
    27. Depledge MH, Amaral-Mendes JJ, Daniel B, Halbrook RS, Kloepper-Sams P, Moore MN and Peakall DP. The conceptual basis of the biomarker approach. In: D G Peakall and L R Shugart. Editors, Biomarkers? Springer, Berlin 1993; 15-29 
    28. Mandelbort BB. The fractal geometry of nature, Freeman, San Francisco 1982 
    29. Shin SW, Chung NI, Kim JS, Chon TS, Kwon OS, Lee SK and Koh SC. Effect of diazinon on behavior of Japanese Medaka (Oryzias Latipes) and gene expression of tyrosine hydroxylase as a biomarker, J. Environ. Sci. Health 2001; B36(6): 783-795 
    30. Dutta H, Marcelino J and Richmonds C Brain. Acetylcholinesterase activity and optomotor behavior in bluegills, Lepomis macrochirus exposed to different concentrations of diazinon, Arch. Int. Physiol. Biochim. Biophys 1992; 100: 331-334 
    31. Zar, JH. Biostatistical analysis, Prentice-Hall International, Englewood cliffs. 1984 
    32. Zarkadis IK, Sarrias MR, Sfyroera G, Sunyer JO and Lambris JD. Cloning and structure of three rainbow trout C3 molecules: a plausible explanation for their functional diversity, Developmental & Comparative Immunology 2001; 25(1): 11-24 

 저자의 다른 논문

  • 고성철 (21)

    1. 2000 "신경회로망을 이용한 순환식 돈분처리 시스템의 모니터링" 센서학회지 = Journal of the Korean Sensors Society 9 (2): 127~133    
    2. 2002 "부산지역 워터프런트의 기후특성에 관한 연구" 한국항해항만학회지 = Journal of navigation and port research 26 (4): 465~472    
    3. 2003 "미래의 환경영향 및 위해성 평가를 위한 새로운 예측 환경독성 Framework" 韓國舶用機關學會誌 = Journal of the Korean Society of Marine Engineers 27 (6): 687~695    
    4. 2003 "구리 독성에 기인하는 비정상적인 어류행동의 신경생화학적 분석" 환경독성학회지 = Journal of environmental toxicology 18 (2): 145~153    
    5. 2003 "Fluoranthene 독성에 기인하는 비정상적 어류행동의 신경생화학적 분석" 환경독성학회지 = Journal of environmental toxicology 18 (2): 155~163    
    6. 2007 "송사리 모델계에서 다이아지논 노출에 대한 생물 지표로서 알파 튜블린의 동정" 환경독성학회지 = Journal of environmental toxicology 22 (4): 305~312    
    7. 2008 "맥반석처리가 골프장 잔디의 생육과 토양미생물의 군집구조에 미치는 영향" Korean journal of microbiology = 미생물학회지 44 (4): 317~325    
    8. 2010 "수생식물을 이용한 엔도설판(${\alpha},\;{\beta}$) 및 페니트로치온의 제거" 한국유화학회지 = Journal of oil & applied science 27 (3): 249~256    
    9. 2010 "DGGE를 이용한 PCE 및 TCE의 혐기적 탈염소화 군집의 미생물 군집분석" 한국미생물·생명공학회지 = Korean journal of microbiology and biotechnology 38 (4): 448~454    
    10. 2011 "펜톤산화 및 생물학적 연속처리를 통한 유류오염토양의 효율적 처리" Korean journal of microbiology = 미생물학회지 47 (4): 356~363    
  • 신성우 (3)

  • 조현덕 (3)

  • 전태수 (18)

  • Kim, Jong-Sang (43)

  • 이성규 (7)

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역

원문보기

무료다운로드
  • NDSL :
  • 환경독성보건학회 : 저널
유료다운로드

유료 다운로드의 경우 해당 사이트의 정책에 따라 신규 회원가입, 로그인, 유료 구매 등이 필요할 수 있습니다. 해당 사이트에서 발생하는 귀하의 모든 정보활동은 NDSL의 서비스 정책과 무관합니다.

원문복사신청을 하시면, 일부 해외 인쇄학술지의 경우 외국학술지지원센터(FRIC)에서
무료 원문복사 서비스를 제공합니다.

NDSL에서는 해당 원문을 복사서비스하고 있습니다. 위의 원문복사신청 또는 장바구니 담기를 통하여 원문복사서비스 이용이 가능합니다.

이 논문과 함께 출판된 논문 + 더보기