국내 우점종인 안개무늬날개깔따구(Chironomus kiiensis)의 주알레르겐 유전자 클로닝

Abstract

[한글]

깔따구는 파리목(Diptera), 깔따구과(Chironomidae)에 속하는 곤충으로 유충은 수서생활을 하는데 엄청난 수의 성충이 발생한다. 성충은 강한 추광성이 있어 주택가로 많이 모여들어 주거생활에 불편을 준다. 성충은 수명이 짧아 2∼4일 밖에 생존하지 못하므로 전등밑 또는 창문틀 등에서 죽은 깔따구의 몸이 말라 부스러져 공기 중에 떠다니면서 여러 가지 알레르기 증상을 일으키는 것으로 알려져 있다. 유충은 높은 교차항원성을 나타내는 헤모글로빈이 주알레르겐으로 알려져 있다. 그러나, 헤모글로빈을 갖고 있지 않은 깔따구성충에서도 교차항원성을 나타내는 알레르겐을 합성한다는 보고도 있다.

본 연구는 우리나라의 우점종인 안개무늬날개깔따구(Chironomus kiiensis)의 주알레르겐을 규명하여 유전자를 클로닝하고 그 특성을 알아보고자 하였다. 깔따구 성충을 채집하여조항원을 제조하였다. 세브란스 병원의 알레르기클리닉을 찾은 알레르기환자를 대상으로

깔따구 조항원으로 피부단자시험을 실시하여 양성반응을 나타낸 21명의 환자의 혈청을 연구에 이용하였다. 깔따구 조항원을 마우스에 면역시켜 항혈청을 얻었으며 이를 이용하여 본 실험에서 제작한 안개무늬날개깔따구 성충 cDNA library 중에서 주알레르겐의 유전자

를 선별하였다. 항원성이 높은 유전자의 클로닝을 시행하여 그 특성을 규명하였으며 재조합 유전자를 합성하여 양성 환자군의 혈청으로 특이 IgE 반응을 검증하고 다른 절지동물들과의 교차항원성을 알아보았다. 그 결과 마우스 항혈청으로 immunoscreening을 수행하여 항원성이 높은 유전자를 클로닝하였다. 주알레르겐은 285개의 아미노산을 암호하는 open reading frame을 가지며 분자량과 등전점은 각각 32,532 Da과 pI 4.58임을 추산할 수 있었다. 유전자 비교검색 결과 안개무늬날개깔따구의 주알레르겐은 노랑초파리(Drosophila melanogaster)의 트로포마이오신과 가장 유사함을 알 수 있었다. 또한 절지동물문의 다른 주요 그룹인 바닷가재(Panulirus stimpson) 및 세로무늬집먼지진드기(Dermatophagoides pteronyssinus)의 알레르겐과도 높은 유사성이 있었다. 본 유전자의 알레르겐으로서의

특성을 조사하기 위하여 재조합 유전자를 E. coli에서 발현시킨 다음 Ni-nitrilotriacetic acid resin을 이용한 친화크로마토그래피로 분리하였다. 이 재조합 항원은 IgE Immunoblotting 분석결과, 피부단자시험 양성 환자 혈청의 76%와 특이 IgE 반응을 나타냈다. 이

에 대한 마우스 항혈청을 제조하여 immunoblot을 시행한 결과 큰다리집먼지진드기(Dermatophagoides farinae), 세로무늬집먼지진드기, 집파리(Musca domestica), 작은빨간집모기(Culex tritaeniorhynchus), 누에(Bombyx mori)의 트로포마이오신간의 교차반응을 확인하였다.

[영문]

Non-biting midges are one of the major insect families, which are distributed worldwide. They are known to contain potent inhalant allergens. To identify and characterize the major allergen of Chironomus kiiensis, which is widely distributed in Korea, crude extracts from adult C. kiiensis were immunized to mice and anti-sera were obtained. Skin prick test with crude extracts was performed on atopic patients. The sera of 21 patients who showed positive reaction to C. kiiensis were used in this study. The cloning of C. kiiensis has been achieved and

then immunoscreening with the antisera was implemented. Recombinant protein was produced in E. coli and specific IgE response with the patient sera and cross-antigenicity with other arthropods were checked. As the result of cDNA library production from C. kiiensis adults and immunoscreening with mouse antisera,

the antigen had an open frame of coding for 285 aminoacids, molecular weight and PI were 32,532Da and 4.58, respectively. This protein showed high homology with other arthropod tropomyosins, especially with Drosophila melanogaster and Periplaneta americana. The recombinant antigen showed specific IgE reactivity in 75% of skin test positive patients. This study confirmed cross activity with invertebrate animal crude extracts by mouse antisera to the recombinant protein.