강준치(Erythroculter erythropterus)에서 분리된 조충의 분자생물학적 동정

Ⅰ. 서 론

강준치(Erythroculter erythropterus)는 잉어목 잉어과의 담수어류로 큰 강의 물살이 느린 곳과 호수에서 살고 지형이 평탄한 곳을 좋아하며 우리나라에서 한강(Park et al., 2004), 금강, 만경강(Lee et al., 2008), 아산호(Kim et al., 2008), 청평호(Choi, 2005) 등에 널리 분포하고 있고 낙동강의 아우점종으로 나타났다. 강준치는 간흡충(Clonorchis sinensis) 피낭유충의 숙주로 알려져 있으나(Choi, 1976) 다른 기생충의 감염에 관하여는 알려져 있지 않다.

조충은 편형동물문에 속하는 기생충으로 어류를 포함한 척추동물이 종숙주가 되고, 어류에 많은 Ligula intestinalis가 기생한 경우에 미꾸라지의 성장을 방해기도 한다(Burrough and Kennedy, 1979). 미국에서 폐사한 largescale sucker (Catostomus macrocheilus)는 2차적인 질병이나 감염의 증거 없이 L. intestinalis에 심하게 감염되어 있어(Shields et al., 2002), 조충이 어류 질병의 원인이 될 수도 있다. 조충은 긴 끈의 형태를 가지고 있어 tapeworm이라고 불리며, 두절부, 경부, 체절부의 3부분 중에서 두절부에 있는 침, 흡반, 흡엽 및 흡구 등 고착 또는 흡착에 필요한 기구가 분류상 중요한 형질이 된다(Park and Oh, 2001). 그렇지만 이러한 특징을 이용하여 종의 동정을 할 수 없는 경우도 있다(Beveridage and Gregory, 1976; Rausch, 1993). 최근에는 조충의 일부 종에 대하여 분자생물학적인 동정 방법이 연구되고 있는데, Bothriocephalus acheilognathi를 18S와 28S rRNA로 동정하였고(Chaudhary et al., 2015), 4종류의 Diphyllobothrium 속 조충, Diphyllobothrium latum, D. dendriticum, D. pacificum, D. nihonkaiense를 multiplex PCR 법으로 동정하였다(Wicht et al., 2010). Diphyllobothriidae 과에 속하는 Digramma 속은 Ligula 속에서 분화 되었고, Digramma 속은 한 개 편절에 한 개의 생식기관이 있어 두 개가 있는 Ligula 속과 구별이 되지만(Cholodkovsky, 1915), Dubinina (1980)는 잉어에 기생하는 Digramma의 편절 당 생식기관의 수가 2개라고 보고하여 두 속 간의 구별에 어려움이 있다. 이런 동정에 어려움이 있기 때문에 Luo 등 (2003)은 ITS(interial transcribed spacer) rRNA와 28S rRNA 유전자의 5’ end 유전자를 비교하여 Digramma 속과 Ligula 속을 구별하였다.

2016년에 낙동강 수계에서 강준치가 대량으로 폐사하였고 폐사한 강준치의 복강에 조충이 밀집되어 있었는데(Shon et al., 2016), 본 연구에서는 강준치의 복강에서 발견된 조충을 분자생물학적 방법으로 동정하여 보고하고자 하였다.

Ⅱ. 재료 및 방법

1. 시료 수집

검사에 제공된 강준치(4마리)는 2016년 2월에 경북 낙동강 칠곡보 하류에서 채집된 것으로, 평균체중 87.3g(73~113g), 평균전장 27.3cm (25.0~29.5g)였다. 강준치 4마리 중 1마리는 가슴지느리미 뒷부분의 천공된 부분을 통하여 조충의 일부분이 몸 밖으로 나와 있었으며([Fig. 1a]), 부검하였을 때 모든 검사체의 복강에서 조충이 발견되었다.

[Fig. 1]

The features of Erythroculter erythropterus infected with Digramma interrupta. (a) Appearance of E. erythropterus after death by cestodas infection. (b) Fish abdomen full of tapeworms (c) Abdominal cavity of fish after removing tapeworms. The tapeworm is penetrating the intestine of E. erythropterus.

Ⅲ. 결과 및 고찰

1. 조충의 형태학적 특성

강준치의 복강 내에는 옅은 아이보리색의 가늘고 긴 밴드 형태의 조충이 3 또는 4마리씩 모든 장기를 감싸듯 복강을 가득 채우고 있었고([Fig. 1b]), 장을 관통하여 기생하는 경우도 1마리 관찰되었다([Fig. 1c]). 조충의 길이는 11.0~41.5 cm(26.1±10.7 cm) 이었고 무게는 1~8g(3.9±2.0 g) 이었다. 조충의 외형을 관찰하기 위해 알코올에 고정된 조충 가운데에서 관찰이 용이한 짧은 개체를 선택하여 실체현미경으로 관찰하였다([Fig. 2a]).

[Fig. 2]

Morphology of cestoda isolated from Erythroculter erythropterus in Korea. (a) A whole cestoda shape (b) Tail (c) Body (d) Head. Tapeworms was observed under microscope.

조충의 두부, 미부, 몸통을 관찰하였는데, 두부에는 흡반, 돌출부, 갈고리와 같은 기관이 없으며 끝은 가늘고 잘린듯한 미끈한 형태이며([Fig. 2d]), 두부의 두절이나 몸통의 편절과 같은 체절이 몸 전체에서 관찰되지 않았으며, 몸통에는 얕은 주름이 가로로 관찰되었다([Fig. 2b~2d]). 몸통의 가장 넓은 부분인 미부는 세로로 두 줄의 홈이 관찰 되었고([Fig. 2c]) 끝은 넓고 뾰족한 동물의 혓바닥 같은 형태였다([Fig. 2b]).

2. 조충의 유전자 염기서열 분석

조충의 유전자 염기서열 분석에서, 18S rRNA 유전자를 대상으로 한 PCR에서 559bp 크기의 산물이 증폭되었고, 증폭된 PCR 산물의 염기서열(accession number : MH935206)을 DNA의 blastn 분석을 실시하였다. 강준치에서 분리된 조충은 모두 Digramma sp.(accession number : AF354291) 18S rRNA 유전자와 519개의 염기서열 중 519개가 모두 일치하여 100%로 상동성이 가장 높았고, D. interrupta(accession number : AF254122)가 두 번째로 높은 99.6% 상동성을 보여 국내 강준치에서 분리된 조충은 Digramma 속의 D. interrupta라고 할 수 있다.

[Fig. 3]

PCR amplication results using 18S rRNA gene primers in cestoda. Lane M indicates 1,000bp DNA ladder. Lane 1~3 are genomic DNA extracted from cestoda. The number determines the sort order of randomly selected three cestoda.

강준치에서 분리된 조충은 18S rRNA 염기서열을 이용한 계통 발생학적 분석 결과에서도 어류에 기생하는 Diphyllobothriidae 중에서 Digramma 속(genus)의 D. interrrupta와 근연 관계를 보였다([Fig. 4]). D. interrrupta는 이란과 중국이라는 분리지역에 유전적 차이를 보였는데, 국내에서 분리된 Digramma sp.는 중국에서 분리된 D. interrrupta와 99.6%, 이란에서 분리된 것과 98.8% 유사하여 중국에서 분리된 D. interrrupta와 유사하였다. 일본에서 분리된 D. interrupta의 유전적 정보는 없어 이번 연구에서 유전적인 비교를 할 수 없었지만, 일본에서 D. interrupta가 황어(Tribolodon hakonensis), 끄리속(Opsariichthys platypus), 은붕어속(Carassius sp.), 잉어(Cyprinus carpio), 납자루속(Acheilognathus sp.), 중고기속(Sacocheilichthys variegatus micriiculus), 연어속(Oncorhynchus sp.)에서 보고되어(Nagasawa, 2015) 지리적으로 가까운 한국, 중국, 일본에 D. interrrupta가 분포하는 것을 알 수 있었다.

[Fig. 4]

Neighbor-joining phylogenetic analysis of Diphylobothriidae family and 18S rRNA gene sequences associated with Digramma sp.. The isolation country of the Diphylobothriidae family is indicated right side. The sequences were secured form NCBI GenBank and the representative name contains the accession number. The scale bar indicates the expected number of substitution per site.

D. interrupta는 이란에서 브림(Abramis brama) 558마리 가운데 67마리(16%)에 기생하고 있었고 Alburnoides bipunctatus 883 마리 가운데 418마리(63%)에 L. intestinalis가 기생하고 있어 종 특이성이 있었다(Ahmadiara et al., 2013). 국내의 경우는 피라미에서 L. intestinalis가 복강에 기생한 것이 보고되었으나(Shin et al., 2016) D. interrupta가 보고된 예는 없다. 조충류 중에서 광절열두조충(D. latum)과 요나고열두조충(D. yonagoense)은 어류를 감염원으로 하여 사람에 기생하지만(Chai, 2010) D. interrupta가 사람에서 발견된 사례는 국내외에 없어 D. interrrupta는 인수공통병원체가 아닌 것으로 생각된다.

이번 연구로 강준치에서 분리된 조충은 18S rRNA 유전자를 이용한 분석으로 D. interrupta로 동정되었고, 감염 경로에 관한 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다.

Acknowledgments

이 논문은 국립수산과학원 수산과학연구사업(R2018064)의 지원에 의해 수행되었습니다.

References

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