[KOSEN 동향] 말라리아모기를 퇴치할 수 있는 유전자 변형 균 발견

말라리아모기를 퇴치할 수 있는 유전자 변형 균 발견

Mosquito-killing fungi engineered with spider and scorpion toxins could help fight malaria


세계 보건기구(WTO)에 따르면 말라리아로 사망하는 인구가 매년 약 50만명 가까이 된다고 한다. 말라리아가 심각한 사하라 이남 아프리카의 몇몇 지역에서는 말라리아모기가 기존의 화학 살충제에 내성이 생겨 질병 퇴치에 어려움이 있다고 한다.  부르키나파소를 비롯한 미국, 중국, 호주의 국제 연구팀은 유전자 조작으로 거미나 전갈의 독을 생산해내는 균이 말라리아모기를 퇴치하는데 아주 효과적이라는 사실을 알아내고, 저널 Scientific Reports에 연구 결과를 발표했다. 이 균은 모기에게만 적용되고 사람에게는 유해하지 않으며, 꿀벌이나 다른 곤충에게도 안전하다는 놀라운 연구 결과가 나왔다. 


저자인 메릴랜드 대학 곤충학과의 Brian Lovett은 “여러 독소를 내뿜을 수 있도록 조작된 이 균은 단일 포자로 모기를 없앨 수 있으며, 모기의 흡혈을 막음으로써 질병의 전염을 5일 만에 90%까지 막을 수 있다”라고 설명했다. 사용된 균은 모기를 죽이는 성질을 가진 Metarhizium pingshaensei 이다. 이 균은 원래부터 모기가 가까이 하지 않으며, 이전의 증거에 의하면 Anopheles gambiae 와 Aedes aegypti 를 포함하여 질병을 옮기는 모기 종을 해하는 특성이 있다고 한다. 균의 포자가 모기의 몸과 접촉하게 되면 포자가 발아하여 곤충의 외골격에 침투하고 결국 곤충을 죽게 만든다. 그러나 이 균이 모기에게 치명적인 영향을 미치기 위해서는 많은 양의 포자와 시간이 필요하다. 연구자들은 이 균의 능력을 높이기 위해 거미와 전갈의 독으로부터 신경독(neurotoxins)을 갖는 몇 가지 유전자를 단독으로 또는 다른 독소와 결합하여 조작했다. 이 독소는 신경 자극 전달에 필요한 칼슘, 칼륨, 나트륨의 통로를 차단함으로써 작용한다. 


연구자들은 조작한 균을 부르키나파소에서 잡힌 살충제 내성의 모기에게 테스트했다. 그 결과 조작된 균은 조작되지 않은 균보다 모기를 더 빠르고 효율적으로 죽였다. 가장 효과적인 균은 북아프리카 사막 전갈 Androctonus australis와 호주 블루 마운틴 깔때기거미 Hadronyche versuta의 독소를 조합한 것이다. 전갈 독소는 나트륨의 통로를 차단하고 거미의 독소는 칼슘 통로를 차단했다. 두 독소의 살충제 사용에 대해 모두 미국 환경 보호청(US Environmental Protection Agency)의 허가를 받았다. 


메릴랜드 대학의 곤충학 교수이자 이번 연구의 수석 저자인 Raymond St. Leger는 “WHO는 살충제에 의한 내성을 효과적인 모기 퇴치의 주된 위협으로 규명했으며, 말라리아뿐만 아니라 뎅기열, 황열병, 바이러스 뇌염 및 사상충과 같은 모기 매개 질병에 모두 해당한다”고 발표했다. 화학 살충제는 나트륨 통로만을 차단하지만 대부분 거미와 전갈 독소는 신경계의 칼슘과 칼륨 이온 통로를 차단하므로 모기에게는 기존의 내성이 없다고 한다. 


현재의 연구 결과에 힘을 얻은 연구자들은 부르키나파소에서 현장 테스트를 할 계획을 가지고 있다. 온실과 비슷한 맞춤형 보호 구역에 있는 모기에게 포자 시험을 하고 비 표적 곤충에 대해 완전히 안전하다는 것을 입증하기 위해 모기와 밀접한 관련이 있는 곤충을 대상으로도 시험할 계획이다. 또한 앞으로 이 기술이 모기 퇴치의 현장에서 어떻게 사용될 수 있는지를 연구할 계획이다.


관련연구자: Etienne Bilgo, Brian Lovett, Weiguo Fang, Niraj Bende, Glenn King, Abdoulaye Diabate and Raymond St. Leger

관련기관: University of Maryland et al.

본문키워드(한글): 말라리아, 모기, 독소, 균

본문키워드(영문): Malaria, Mosquito, Fungi, Toxins

국가: 부르키나파소

원문출판일: 2017-06-13

출처: https://phys.org/news/2017-06-mosquito-killing-fungi-spider-scorpion-toxins.html