Lytic polysaccharide monooxygenases (LPMOs) catalyze the oxidative cleavage of glycosidic bonds in crystalline polysaccharides including chitin and cellulose. The recent discovery of LPMO family proteins in many insect species suggests that they presumably play a role in chitin degradation in the cuticle/exoskeleton, tracheae and peritrophic matrix during insect development. Insect LPMOs belong to auxiliary activity family 15 (AA15/LPMO15) and have been classified into at least four groups based on phylogenetic analysis. In this study, we identified and investigated the physiological functions of group I LPMO15 (MaLPMO15-1 and PhLPMO15-1) in two longhorn beetle species, Monochamus alternatus and Psacothea hilaris. In both species, depletion of LPMO15-1 transcripts by RNAi resulted in a lethal pupal-adult molting defect. The insects were unable to shed their old pupal cuticle and died entrapped in their exuviae. Furthermore, TEM analysis revealed a failure of degradation of the chitinous procuticle layer of their old cuticle, retaining intact horizontal laminae and vertical pore canals containing perpendicularly oriented chitin fibers (pore canal fiber, PCF) in their core. These results indicate that MaLPMO15-1 and PhLPMO15-1 are required for turnover of the chitinous old cuticle, which is critical for insect molting.

It is well known that the JNK pathway regulates AMP production against pathogenic infection in both vertebrates and invertebrates. Tenebrio molitor hep (Tmhep) is an homolog of MAP kinase kinase in mammals. Here, we investigate the immunological function of Tmhep in responses in microbial infection using RNA interference technology. The results showed that silencing of Tmhep increased the larval mortality against microbial challenge, as well as reduced AMP production compared to the control group (dsEGFP-treated group). Conclusively, Tmhep plays an critical role in antimicrobial defense in T. molitor larvae.

Stoneflies (Plecoptera) are known for being sensitive to water pollution and are used as bioindicators for evaluating water quality. Among them, Nemouridae, especially the genus Nemoura, which are commonly referred to as winter stoneflies, can be found around streams even during the cold winter months. Nemoura geei Wu, 1929, among them, was originally described from Beijing and is widely distributed in Korea, China, Japan, and the Russian Far East. Here, we report the development and characterization of new functional microsatellite markers of N. geei using high-throughput sequencing technology. A total of 80,661 microsatellite loci were identified with a total length of 1,801,591 bp. The average length was 22.34 bp, and microsatellites occupied 0.42% of the entire sequence. The novel 20 microsatellite markers developed in this study can be usefully applied to the population genetics analyses as important genetic resources for understanding the ecological and evolutionary characteristics of a stonefly species at the population level in Korea.

Silk fibroin (SF) from silkworms has special qualities, and these qualities have drawn a lot of interest lately in SF-based hydrogels for a range of biological applications. However, because there is a dearth of naïve silk materials to collect and prepare, research on the SF-based hydrogels isolated from spider silks has been rather limited. Thus, this study compared the microstructural properties of silk fibroin (SF) hydrogel scaffold, which was taken from the cocoon of the insect silkworm Bombyx mori, with those of hydrogel scaffolds derived from two types of woven silk glands in the orb-web spider Trichonephila clavata: the major ampullate gland (MAG) and the tubuliform gland (TG). The SF hydrogel, which is stabilized by connected SF fibers, has a loose top structure, high porosity, and translucency, according to our FESEM investigation. While the TG hydrogel showed greater porosity, ridge-like or wall-like structures, and stable biocapacity generated by physical cross-linking, the MAG hydrogel showed even higher porosity, elongated fibrous structures, and superior mechanical properties. It is anticipated that the unique microstructural properties of MAG and TG hydrogels will be advantageous when choosing customized substrates to support particular cell types for tissue engineering and regenerative medicine applications.

In contrast to conventional silk fibroin, spider silk's potential as a scaffold material for tissue engineering is examined in this work. The remarkable qualities of spider silk are being researched for use in making films for tissue regeneration. In comparison to silk fibroin films, the study's analysis of orb-web spider Trichonephila clavata films highlights their improved cell adhesion and nanofibrous network structure. Tests for solubility substantiate the durability of spider silk films, while in vitro investigations demonstrate low cytotoxicity and enhance cellular viability. The conclusion highlights the exceptional properties of spider silk, which make it a viable option for tissue engineering applications and a step forward for in vitro cell culture and regenerative bioengineering.

Transmission electron microscopy was used to examine the microscopic structural features and myofibril organization of cardiac muscle cells in the orb-web spider T. clavata. There are many myofibrils, many mitochondria, a large sarcoplasmic reticulum, and transverse tubules (T-tubules) in the muscle fibers, even if the myofibril striations may not be as noticeable as in skeletal muscles. Because of their consistent striations, sarcomeres are characterized by Z-lines that are 2.0 μm on average in length and do not clearly distinguish between the A- and I-bands. A single T-tubule paired with a terminal cisterna of the sarcoplasmic reticulum constitutes a dyadic junction, which is primarily located at the A-I level of sarcomeres. Cells are joined by intercalated discs, which create several linkages via specialized junctions such as desmosomes, gap junctions, and fascia adherens—all of which are essential for heart function. Our results with transmission electron microscopy (TEM) clearly show that the contraction of the spider's heart muscle is neurogenically controlled, since each fiber is innervated by a motor neuron branch via neuromuscular junctions. These results highlight the neurogenic process controlling spiders' cardiac muscle contractions and advance our knowledge of the peculiar cardiac muscle structure of these animals.

Spider silk, which combines strength and lightness, emerges as an ideal candidate for non-woven fabric production. Unlike synthetic polymeric materials, silk are nontoxic and biocompatible and cause no allergic reaction. In particular, the dragline silk produced by the golden orb-web spider, Trichoephila clavata, is renowned for its superior strength and exceptional mechanical properties compared to other spider silks. Non-woven fabrics have found extensive applications in diverse industrial sectors, owing to their advantageous qualities such as breathability, durability, and lightweight characteristics. Natural dragline silk was extracted from the orb-weaving spider and subsequently randomly arranged. Compressing into a sheet-plane form, in addition to inducing the formation of water-resistant, stable β-sheet structures through ethanol vapor treatment or direct treatment, preserved the morphology of the silk fibers. The resulting non-woven sheets were analyzed with an field emission scanning electron microscope (FESEM) to observe their fine structures and mesh size were measured through image analysis.

The genus Argiope are known to decorate their webs with various patterns. The purpose of these web decorations, referred to as stabilimenta, is still a subject of debate. They are believed to serve either as lures to attract prey insects or as a means of providing protection to the spider by enhancing the web's visibility to deter potential predators. In this study, we observed spider orientation with respect to the direction of the sun in a controlled laboratory environment. To assess the orientation preference of the spider, the frame was repositioned daily by reversing its direction. Over a period of 21 days, the orientation of the spider was meticulously recorded, distinguishing between the illuminated side (open side) and the shaded side (closed side). field emission scanning electron microscopy (FESEM) visualization were used to investigate the microstructural characterization of stabilimenta in both juvenile and adult spiders. Our results represent that the decorative structure of stabilimentum shows diverse microstructural features according to the maturation level of the spider. In addition, it has been confirmed that spiders tend to prefer the open side direction when stabilimentum is present.

지속적인 기후변화로 인해 매개 곤충을 통한 다양한 신종감염병이 국제적으로 확산되고 있으며, 발생빈도 또한 증가하는 추세이다. 이러한 매개질병을 관리하기 위해서는 질병을 매개하는 매개체에 대한 정보와 지속적 인 모니터링이 필요하다. 이 연구는 제3급 법정 감염병으로 지정된 중증열성혈소판감소증후근(Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome, SFTS) 및 라임병(Lyme disease) 등의 매개체로 알려져 있는 참진드기를 대상으로 충남 당진 일대에서 2018년부터 2023년까지 총 6년, 4월-11월의 기간동안 월 1회 4개의 환경(무덤, 산길, 잡목림, 초지)에서 드라이아이스 유인트랩을 사용하여 발생밀도를 조사하였다. 그 결과 2018년 16,996마리, 2019년 16,698마리, 2020년 6,417마리, 2021년 7,380마리, 2022년 3,451마리, 2023년 3,465마리로, 총 54,407마리가 채집되 었으며, 초지에서 가장 많이 채집되었다. 채집된 참진드기는 2속 3종으로 작은소피참진드기(Haemaphysalis longicornis), 개피참진드기(H. flava), 일본참진드기(Ixodes nipponensis)이며, 작은소피참진드기 (H. longicornis) 가 42,489마리(78.09%)로 높은 우점도를 보였으며, SFTS 보유 여부를 확인하기 위해 RNA 추출 및 Nested RT-PCR 단계를 걸쳐 전기영동을 수행하였으나 양성 검체는 0건으로 확인되었다. 이러한 연구 결과는 SFTS의 주요 매개 체인 참진드기 발생 양상 파악 및 매개 질병 관리 전략 수립에 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

국립기상연구소의 보고에 의하면 최근 한반도의 기온 상승으로 인해 온대내륙성 기후형에 속했던 지점은 온대해양성 기후형으로, 온대해양성 기후형은 아열대습윤 기후형으로 변화하고 있다. 이러한 한반도의 기후 변화는 환경 변인에 민감한 질병 매개 곤충의 분포와 밀도 변화에 영향을 미칠 수 있어 지속적인 모니터링이 중요하다. 이 연구는 철새도래지 내 발생 및 유입될 수 있는 모기와 관련 바이러스 감염률을 확인하기 위해 충남 당진의 철새도래지에서 BG-sentinel trap 및 LED trap을 사용하여 2021년부터 2023년까지 4-11월간 월 2회 수행하 였다. 채집된 모기는 총 3,723마리로, 4속 16종을 확인하였다. 그 중 금빛숲모기 (Aedes (Aedimorphus) vexans nipponii) 가 1,711마리(45.96%)로 가장 높은 우점도를 나타냈으며, 흰줄숲모기 (A. (Stegomyia) albopictus) 와 큰검 정들모기 (Armigeres (Armigeres) subalbatus) 각각 588마리(15.79%), 빨간집모기 (Culex (Culex) pipiens pallens) 269마리(7.23%)로 나타났다. 채집된 모기의 Flavi-virus 감염 여부를 확인하기 위해 RNA 추출 및 RT-PCR을 통해 확인하였으나, 모두 음성으로 확인되었다. 이러한 연구 결과들은 기후변화에 맞추어 변화하는 감염병 매개 모기 의 발생 현황을 감시·예측하는데 유의한 자료로 활용될 수 있으며, 향후 모기 매개 질환 발생을 예측하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

털진드기 유충 (Acari: Trombiculidae)은 쯔쯔가무시증을 전파하는 주요 매개체이다. 털진드기 유충의 발생량 은 가을철에 증가하는 것으로 알려져 있지만, 환경 및 시기에 따라 발생 패턴이 다르게 나타날 수 있어 각 지역에 대한 조사가 필요하다. 이 연구는 충남 예산의 털진드기 발생 양상을 확인하기 위해 2017년부터 2023년까지 36-51 주차 (9-12월)에 걸쳐 현장 조사를 수행하였다. 논, 밭, 수로, 초지에 5m 간격으로 털진드기 트랩을 환경별로 5개씩 설치하여 채집하였다. 그 결과 총 3,257개체로 2017년 1,104마리, 2018년 785마리, 2019년 650마리, 2020년 160마 리, 2021년 139마리, 2022년 233마리, 2023년 186마리 채집되었다. 동정 결과 5속 12종이 확인되었으며 둥근혀털 진드기(Neotrombicula tamiyai)가 1,882개체(57.78%)로 우점도가 가장 높게 나타났다. 이러한 발생 양상에 관한 연구는 매개 질환의 예방 및 관리 전략 수립에 있어 중요한 기초 자료로 활용될 수 있으므로 지속적인 연구와 모니터링이 필요할 것으로 사료된다.

This study presents the results of mosquito surveillance monitoring in Chungnam Province from 2017 to 2020. A total of 130,750 mosquitoes were collected, and we analyze variations of mosquito populations with emphasis on the most abundant species. We also provide the field survey data based on the different habitats in Chungnam Province.

In the study, a variation of Haemaphysalis longicornis, a major vector of fever-causing conditions, was statistically analyzed to identify the spatial and climatic factors affecting the time-dependent variations of its population. The survey occurred in different habitats in South Korea. In addition, we developed a predictive model by using a probability function to find the peak occurrence time annually. As a result, the numbers of adults and nymphs were found to be related to temperature and relative humidity and their population peaked at the end of May in all habitats except deciduous forests. This study is expected to provide information on habitat types, times, and climate patterns that require attention to help control H. longicornis populations.

기존의 사후경과시간(PMI) 추정 방법은 대략적인 사후경과시간의 추정, 사후 48~72시간 경과 또는 부패 시 추정 불가능이라는 문제가 발생하여 최근에는 법의곤충학(Medicolegal entomology)을 통한 최소 사후 경과시간 (PMImin) 추정이 더욱 강조되고 있다. 이로 인해 시식성파리의 발육 성장속도 파악은 시체의 최소 사후 경과시간 추정에 있어 효과적인 도구로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 곱슬털쉬파리(Parasarcophaga. similis)를 사육대상 종으로 선정하였다. P. similis는 부패한 시체를 섭식하는 시식성파리 중 하나로서, 발육 성장 속도에 따른 법곤충 학적(Forensic entomology) 최소 사후 경과시간을 추정하는 데 중요한 지표가 된다. 실험에 사용된 대상종의 경우, 경북 칠곡군 지천면 일대에서 6~9월경 야외쉬파리 채집하였고, 종 동정, 사육 및 증식, 예비 실험을 거친 후 본실험 을 진행하였다. 본실험은 산란 집단 케이지 내에서 산란 유도 후 12시간 간격으로 6개체를 샘플링하였고, 이를 Leica M125 Microscope (Leica Microsystems, Germany), EG-2HDNL(이지테크, Korea)로 이미지와 측정치를 확보 하였다. P. similis를 16~34°C 사이 7개의 온도 조건에서 성장 속도 측정을 3회 반복 실험하였으며, 곱슬털쉬파리의 최초 출현시점, 특정 온도 조건 별 발육 성장 속도 측정, 유충 몸길이 데이터, 이미지 자료, 표본 등을 확보하였다. 16, 19, 22, 25, 28, 31, and 34°C에서 P. similis의 알에서 성충까지의 발달 기간은 각각 822.0±5.9, 605.0±12.2, 442.3±9.4, 339.3±6.1, 289.3±7.5, 253.0±8.0, and 248.7±3.4h이 경과함을 확인하였다. 본 연구의 결과는 P. similis의 성장과정 데이터와 PMImin추정을 위한 지표로서 활용가능한 데이터를 제공한다.

A seasonal chigger-borne disease surveillance program was established at Geoje in March, April, October, and November, 2023. Three species of 45 wild rodents were collected by using Sherman traps, including Apodemus agrarius (Species Ratio; SR 88.9%), Crocidura spp. (SR 8.9%), Micromys minutus (SR 2.2%) in Geoje, 2023. A total of 2,597 chiggers were collected from three species of the rodents in Geoje. The chigger mites were collected from A. agrarius (Chigger Index; CI 64.9) and C. spp. (CI 0.3) for Geoje. In the collection environments, a total number of 734, 659, 172, 520, and 512 chiggers were collected from a reservoir, a ditch, a rice paddy, a field, and a hill, respectively. In the results of the isolation of Orientia tsutsugamushi from the chigger mites, no pathogens were detected from the DNA of the 62 pools of the mites using a Polymerase Chain Reaction method in 2023.

A tick survey was conducted to monitor ticks using tick traps attached dry ice method at each four sites in Ulju and Gimhae counties, Gyeongsangnam-do from April to November, 2023. Two species belonging to one genera were collected with tick traps. A total of 1,064 ticks were collected as Haemaphysalis longicornis (Trap Index; TI 11.0), Haemaphysalis flava (TI <0.1) in Ulju and A total of 843 ticks were collected as Haemaphysalis longicornis (Trap Index; TI 8.7), Haemaphysalis flava (TI 0.1) in Gimhae 2023. Haemaphysalis longicornis was the most frequently collected, representing 99.2% in Ulju, 98.9% in Gimhae. In the collection environments, a total number of 685, 268, 64, and 47 ticks were collected from a glassland, a copse, a mountain path, and a grave of Ulju a total number of 469, 216, 83, and 75 ticks were collected from a glassland, a copse, a Grave, and a mountain path of Gimhae respectively. In the results of the isolation of Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome (SFTS) from the ticks, no pathogens were detected from RNA of 101 pools (Ulju), 98 pools (Gimhae) of the ticks using a Polymerase Chain Reaction method in 2023.

The vector mosquito surveillance is important when recommending prevention and control measures. The surveillance of the vectors were conducted at a total of 7 locations with light emitting diode (LED traps) and BG-Sentinel traps from March to November, 2023 in Gyeongnam province. In the surveillance, a total of 13 species belonging to seven genera were collected in a total of 6,537 females and 51.9/trap/night (Trap Index; TI) in 2023. Among the collection sites, Gangseo-gu at the pigsty in Busan with a LED trap recorded the highest TI 60.6 (Species Ratio; SR 65.6%) for Culex tritaeniorhynchus females in 2023. Each one of Cx. tritaeniorhynchus female was firstly collected for 2023 at Eulsukdo in Busan at 22th March. In the results of isolation of viral RNA, Flavivirus were positive in one pool (Chaoyang virus; 30 individuals) of Aedes vexans and negative in 341 pools (4,152 individuals) of 12 mosquito species including Cx. tritaeniorhynchus, Cx. pipiens, Aedes vexans, Ae. albopictus, and Ochlerotatus togoi in 2023.

본 연구는 소양강댐 하류에서 서식하는 생태계교란 생물 종인 브라운송어와 그 먹이원으로 이용되는 저서성 대형무척추동물에 대한 파악을 위해 2022년부터 2023년까지 총 8회에 걸쳐 소양강댐 하류(St.1~St.3)와 지류 (St.4)에 대해 브라운송어와 공서종, 브라운송어의 위 내용물, 저서성 대형무척추동물의 종조성 및 기능군 분석을 실시하였다. 저서성 대형무척추동물의 경우, 하루살이목에서 가장 많은 분류군이 확인되었으며(27.1%), 그 중 붙는 무리(CL)와 헤엄치는 무리(SW)가 높은 비율을 차지하는 것으로 확인되었다. 브라운송어 채집 결과, 전장은 26∼246mm까지 총 105개체가 채집되었으며, 전장-체중 관계의 매개변수 b값이 3을 초과하여 안정적인 성장이 이루어지는 것으로 확인되었다. 브라운송어의 위 내용물에 대한 먹이원 분석 결과, 빙어(0.2%, TL: 246mm)와 육상곤충(2.7%, TL: 154mm, 183∼185mm)을 섭식한 개체는 매우 적었으며 상대적으로 전장이 큰 개체에서 확인 되었다. 대부분 수서곤충(73.8%)과 물 속에서 서식하는 비곤충류(23.3%)를 섭식하는 것으로 나타났다. 브라운 송어의 전장에 따른 먹이 섭식 패턴을 파악하기 위해 위 내용물에서 확인된 종들과의 상관분석을 실시한 결과, 브라운송어의 먹이원 중 유수성 환경 선호 종들의 경우 전장과 양의 상관관계(p<0.05)를 나타낸 반면, 모래 기질 이하의 흐름이 적은 서식처를 선호하는 종들의 경우 전장과 음의 상관관계(p<0.05)를 나타냈다.

한강 3개 보 구간 수변부 11개 지점을 대상으로 2023년 총 2회 채집된 저서성 대형무척추동물은 총 100종 평균 426.0 개체/m2였다. 여주보에서 64종으로 가장 많이 출현하였고, 강천보에서 59종, 이포보에서 54종, 한강보상류 에서 41종, 한강보하류에서 32종이 확인되었다. 전체 평균 개체밀도는 강천보에서 944.1 개체/m2로 가장 많았고, 한강보상류에서 282.7 개체/m2, 여주보에서 251.9 개체/m2, 이포보에서 180.6 개체/m2, 한강보하류에서 172.9 개체 /m2 순으로 확인되었다. 한강 보 구간에서는 플라나리아류, 실지렁이, 깔따구류 등이 우점함. 보구간의 특성상 상대적으로 단순한 하상 및 깊은 수심에 적응성이 높은 실지렁이, 깔따구류의 우점은 일반적인 특성으로 볼 수 있으며 일시적으로 수변부에서 밀집된 플라나리아류의 채집이 이뤄져 우점된 결과를 보인 것으로 보임. 한강 보 구간 수변부 및 중앙부 조사지점별 군집분석을 실시한 결과 한강보 하류는 3개 보에 비해 우점도가 높고 다양도 와 풍부도가 낮았으며 전반적으로 상류부에 위치한 한강보상류 등의 지점에서 군집안정성이 확보되고 있는 것으로 보이며 이러한 점은 상대적으로 다양한 미소서식환경에 기인한 것으로 판단된다.

흰줄숲모기(Aedes albopictus)는 국내보다 해외에서 주요 질병들의 매개체로 인식되고 있으며, 도시 환경에 잘 적응하는 특징을 가지고 있다. 최근 기후변화에 따른 도심 지역의 환경 변화로 인해 모기의 부화율에도 영향을 미칠 수 있을 것으로 예상되어 관련 연구를 위해 서울시 내 25개의 기상청 자동관측장비(AWS)를 통해 수집된 기후데이터를 분석하였으며, 이 가운데 열섬 현상이 강한 도심 지역과 약한 교외 지역을 선정하였다. 이를 통해 임의의 사이 구간을 생성하여 총 9개의 열섬 조건에서 흰줄숲모기의 부화율을 분석하였다. 분석 결과, 열섬 현상 이 강할수록 부화율이 증가하였으며, 회귀분석을 통하여 열섬 강도가 강해질수록 이러한 추세가 더욱 빨라질 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 도시열섬 현상에 따른 기온 변화가 흰줄숲모기의 부화율에 중요한 영향 을 미칠 수 있음을 시사한다.