KCI등재
기수산물벼룩 Diaphanosoma celebensis의 미세플라스틱 노출에 따른 크기 의존적 Cytochrome P450 유전자의 발현 양상 = Size-dependent Transcriptional Modulation of Genes Involved in Cytochrome P450 Family in the Brackish Water Flea Diaphanosoma celebensis Exposed to Polystyrene Beads
플라스틱은 전세계적으로 사용량이 증가함에 따라 해양 환경으로 유입되는 플라스틱 쓰레기의 양도 꾸준히 증가하고 있으며, 미세플라스틱은 해양 생물에 의해 섭취되어 소화관에 축적됨에 따라 성장과 생식에 유해한 영향을 미친다. Cytochrome P450 (CYP)는 환경 오염물질을 대사하는 해독효소로 알려져 있으나 지각류에서는 그 기능에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis에서 clan 2, 3, 4에 각각 속하는 CYP 유전자 9종(clan 2: CYP370A4, CYP370C5; clan 3: CYP350A1, CYP350C5, CYP361A1; clan 4: CYP4AN-like, CYP4AP2, CYP4AP3, CYP4C33-like1)의 서열에 대해 진화적으로 보존된 서열의 유사도를 분석하고 계통분석을 실시하였다. 또한 3종류의 서로 다른 크기의 polystyrene beads (0.05-, 0.5-, 6-μm PS beads; 0.1, 1, and 10 mg/L)에 48시간 노출된 기수산 물벼룩에서 이들 9종의 CYP 유전자의 발현을 real time reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR)로 분석하였다. 결과적으로 기수산 물벼룩 CYP 유전자는 모두 진화적으로 보존된 motif를 가지고 있으며 계통분석 결과 각각 clan 2, 3, 4에 속하는 것으로 확인되었다. 이는 기능적으로 보존되어 있음을 의미한다. CYP 유전자 중 clan 2에 속하는 CYP370C5와 clan 3에 속하는 CYP360A1, 그리고 clan 4에서는 CYP4C122 유전자의 발현이 0.05-μm PS beads에 노출되었을 때 유의하게 증가하는 양상을 보였으며, 이는 이들 유전자가 PS 대사에 관여한다는 것을 의미한다. 본 연구는 미세플라스틱이 해양 무척추 동물에 미치는 생물 영향을 분자적 수준에서 이해하는데 도움이 될 것이다.
더보기As plastic usage increases globally, the amount of plastic waste entering the marine environment is steadily rising. Microplastics, in particular, can be ingested by marine organisms and accumulated in their digestive tracts, causing harmful effects on their growth and reproduction. Cytochrome P450 (CYP) enzymes are known to metabolize various environmental pollutants as detoxification enzymes, but their role in crustaceans is not well understood. In this study, sequences of nine CYP genes (CYP370A4, CYP370C5 from clan 2; CYP350A1, CYP350C5, CYP361A1 from clan 3; CYP4AN-like, CYP4AP2, CYP4AP3, CYP4C33-like1 from clan 4) were analyzed using conserved domains in the brackish water flea Diaphanosoma celebensis. Additionally, after exposure to three different sizes of polystyrene beads (0.05-, 0.5-, 6-μm PS beads; 0.1, 1, and 10 mg/L) for 48 hours, the expression of these nine CYP genes were investigated using real-time reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). The results showed that all CYP genes possessed conserved motifs, indicating that D. celebensis CYP has evolutionarily conserved functions. Among these CYP genes, the expression of CYP370C5, CYP360A1, and CYP4C122 showed a significant increase after exposure to 0.05-μm PS beads, suggesting their involvement in PS metabolism. This research will contribute to understanding the molecular mode of actions of microplastics on marine invertebrates.
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