Insect behavior affects ecosystems and human welfare, as seen in the recent cases of declining honeybee colonies and the Zika outbreak. As olfaction is the major sensory input regulating insect behavior, it is important to understand insect olfaction. Intriguingly, insects use a unique family of odorant receptors (ORs) distinct from the well-studied vertebrate or nematode counterparts, making it difficult to comprehend the fundamentals. Especially for protein？protein interactions, available information is extremely scarce mostly due to methodological hurdles. To address this issue, a platform for discovering novel insect OR-interacting proteins is devised in the model insect, Drosophila melanogaster. The platform is essentiallycomposed of improved tissue manipulation methods incorporated in immunoprecipitation-mass spectrometry (IP-MS) technique. Using Orco on behalf of the insect OR family, detailed protocols including adult olfactory tissue enrichment, sample preparation for immunoblotting, IP for effective IP-MS, etcetera have been optimized. Subsequent IP-MS followed by data analyses and electrophysiological recordings has validated the Orco interactome. In conclusion, the platform has generated a meaningful Orco interactome and therefore is anticipated to successfully aid future studies on insect ORs.
우리는 어디에서든 늘 곤충을 접한다. 흔한 만큼 대수롭지 않은 존재라 여길 수 있지만, 모기처럼 질병을 옮기거나 꿀벌처럼 농림업에 지대한 영향을 미치는 곤충들이 있는 만큼 곤충에 대한 연구는 매우 중요하다. 특히 후각에 의한 행동 변화가 크다는 점에서 곤충 후각에 대한 기초 연구의 중요성이 강조되고 있다. 특이하게도, 곤충의 후각 뉴런에서는 다른 동물과는 다른 후각수용체가 발현된다. 척추동물 및 선충류가 G단백질 연결 수용체로 냄새 분자를 인지하는 반면, 곤충은 역위상 7-막관통 수용체 및 곤충 특이적 공동수용체(Orco)를 사용한다. 이는 전에 없던 새로운 형태의 수용체이기에 작용 기제에 대한 연구가 시급하나, 곤충 후각수용체가 뉴런 안팎에서 어떤 단백질들과 상호작용을 하는지에 대해서 아직까지 밝혀진 바가 거의 없다. 이에 본 논문에서는 곤충 후각수용체의단백질 상호작용이 활발히 밝혀지지 못한 근본적인 문제에 접근하여 원활한 향후 연구를 위한 방법론적 최적화를 실현하고자 하였다. 이를 위해 대표로 초파리의 Orco를 활용하였고, 연관된 실험 기법들을 최적화하였으며, 면역침전-질량분석(IP-MS)을 이용하여 실제 초파리 조직에서 Orco가 이루는 상호작용체를 획득 및 검증하였다. 최적화된 실험 기법에는 초파리 더듬이 조직 농축법, 조직 용균액 이용 시 곤충 후각수용체용 면역블로팅 샘플 제조법, 상호작용체 분석을 위한 면역침전 수행법 등이 있다. 획득한 상호작용체는 전기생리 실험으로 유효성을 인증하였다. 이 논문은 최종적으로 Orco 및 타 곤충 후각수용체 연구에 적용 가능한 상호작용체 획득 플랫폼을 고안하여 제시한다.
