환경 스트레스에 의한 감성돔의 분자 생리학적 반응에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 염분, 수온과 같은 외부 환경 인자의 변화에 따른 감성돔, Acanthopagrus schlegeli의 분자생리학적 관점에서 환경 스트레스에 의한 반응을 연구하였다.

실험 1: 저염분 환경 변화 시, 감성돔(14.3 ± 0.4 cm, 51.0 ± 6.0 g)의 삼투압 조절 기작과 생리학적 반응을 조사하기 위하여 수분 이동 통로를 만드는 막 단백질의 그룹인 Aqaporins (AQPs)와 삼투압 조절에 근접한 역할을 하는 조절 메커니즘인 arginine vasotocin receptor (AVT-R) mRNA 발현을 측정하여 비교하였다.

담수 적응에 따른 AQP1 mRNA의 발현은 대조구(35 psu)와 비교 시, 아가미와 장에서 3.4 배 증가하였으며, 신장에서는 10 psu에서 2 배 증가한 뒤 감소하였다. AVT-R mRNA의 발현은 아가미에서는 10 psu에서만 1.5 배 증가하였으며, 신장에서는 10 psu에서 5 배 증가한 뒤 감소하였다. 본 연구 결과는 저염분 환경에서 삼투압 조절 유전자인 AQP1 및 AVT-R가 외부 염분 농도차에 따른 체내 삼투압 조절에 중요한 역할을 한다고 판단된다. 혈장 Na+, Cl- 및 삼투압 농도가 각각 171.0 ± 2.9 mEq/L, 138.3 ± 3.9 mEq/L, 329.8 ± 8.4 mOsm/kg로 증가한 결과를 통하여 저 삼투압 환경에서 고 삼투압 조절 작용이 있음을 알 수 있다.

실험 2: 고수온 및 저염분 환경에 노출된 감성돔에서 항산화 효소 유전자인 Cu/Zn-superoxide dismutase (Cu/Zn-SOD)와 catalase (CAT) 및 glutathione peroxidase (GPX) mRNA 발현 및 활성, 그리고 ROS의 일종인 H2O2 농도, 지질 과산화(lipid peroxiation, LPO) 정도를 측정하였다.

실험 결과, 대조구 (20 °C, 35 psu)와 비교하여 항산화 효소 유전자 mRNA 발현(고수온: 3.8 배, 저염분: 17.5 배) 및 활성(고수온: 1.3 배, 저염분: 2.5 배)이 증가하였으며, H2O2 (고수온: 191.4 ± 8.7 nmole peroxide/mL, 저염분: 210.4 ± 5.8 nmole peroxide/mL)와 LPO 정도(고수온: 131.5 ± 6.2 &micro

M)도 증가하였다. 이는 환경 변화에 따라 산화 스트레스가 유도되었고, 이에 대한 항산화 작용을 하고 있음을 알 수 있었다. 혈장 cortisol 농도가 고수온, 저염분 환경에서 각각 47.5 ± 2.3 ng/mL와 32.5 ± 4.7 ng/mL로 증가한 결과를 통해 환경 변화에 의해 스트레스를 받았다고 판단된다.

감성돔은 염분 내성이 강한 광염성 어종임에도 불구하고 급격한 염분 변화 환경에서는 스트레스를 받으며, 염분과 고수온 환경 및 다른 환경 변화에서도 체내 스트레스가 증가하는 것으로 판단된다. 본 연구의 결과를 이용해 감성돔의 스트레스 정도를 판단할 수 있는 생리적 지표로서의 가능성이 기대되며, 항산화 효소 유전자의 스트레스 경감 효과를 이용하여 양식사업의 상업적 이용을 제시할 수 있다.

M, 저염분: 119.2 ± 5.7 &micro