Tumor necrosis factor receptor-associated factor (TRAF) is known to regulate antimicrobial peptides (AMPs) production in mammals. Here, to understand the immunological function of TmTRAF against microbial challenge, the induction patterns of TmTRAF against microbial infection was investigated by qRT-PCR in the whole-body and tissue of young larvae. In addition, the effects of TmTRAF RNAi on larval mortality and expression of 15 AMP genes in response to microbial infection were investigated. Our studies may help to understand the basic role of AMP production.

Tube, an intracellular protein of the Toll-pathway, forms a complex with Pelle and MyD88, and regulates a signal transduction to activate NF-κB in Drosophila. To understand the antimicrobial function of TmTube, the induction patterns of TmTube were investigated at 3, 6, 9, 12, and 24 h-post injection of pathogens into 10th to 12th instar larvae. In addition, we investigated the effects of TmTube RNAi on larval mortality and tissue specific AMP expression in response to microbial challenge. Our results will provide a basic information to elucidate the immunological function of TmTube

In insects, the glutathione S-transferase is initiated in both the detoxification process and the protection of cellular membranes against oxidative damage. In this study, we identified the open reading frame (ORF) sequence of GST-iso1 and 2 from Tenebrio molitor (TmGST-iso1 and 2). To investigate the expression patterrns of TmGST-iso1 and 2 in response to herbicide, 0.06, 0.6, and 6 ㎍/㎕ of butachlor (FarmHannong, Seoul, South Korea) was challenged into T. molitor larvae, resulting that the TmGST-iso1 were highly induced at 3 and 24 h-post injection. Whereas, the highest expression of TmGST-iso2 was detected at 24 h after treatment. This study may contribute to basic information about the detoxifying activities of T. molitor.

Pelle, a serine/threonine kinase, is an intracellular component of the Toll pathway and is involved in antimicrobial peptides (AMPs) production due to pathogenic infection. It is known that the Pelle phosphorylates Cactus and activates the NF-κB signaling pathway in Drosophila, but it is not studied in Tenebrio molitor. In this study we investigated the tissue-specific expression patterns of the Pelle following pathogenic infection at 3, 6, 9, 12, and 24 hours. Additionally, larval mortality and AMP expression against microbial injection were investigated in dsPelle-treated T. molitor larvae. Our results may help to understand the antimicrobial function of TmPelle.

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.

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.

The major innate immune pathways in Asian longhorned ticks, Haemaphysalis longicornis, include Toll, IMD, and JAK/STAT. In the field, H. longicornis can be infected with various pathogens including Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome Virus (SFTS virus), Rickettsia, Babesia and Anaplasma species. One approach to identify whether ticks are infected with pathogens is by examining the expression levels of immune response genes. To evaluate whether upregulation of immune genes from H. longicornis can serve as an indicator for pathogen infection in ticks, we first designed primer sets for Dorsal, STAT, and Relish from the H. longicornis genome. We then conducted quantitative reverse transcription PCR(qRT-PCR) on cDNA of field-collected H. longicornis and identified individuals with high expression levels in immune response genes. Subsequently, we performed digital PCR assays to determine whether selected ticks were infected with SFTS virus. Using this approach, we evaluated correlation between pathogen infection and upregulation of immune response genes in ticks. Although more experiments are needed to draw conclusions, this study suggests immune response gene-based screening methods for pathogen infected ticks from the field.

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.

Athalia japonica (Klug, 1815) is a significant insect pest of turnips in Korea. The complete mitochondrial genome of this species isolated in Korea is reported in this study, which is the first attempt to study Korean Athalia species. The circular genome is 15,662 bp in length and consists of 13 protein-coding genes, two rRNA genes, 22 tRNA genes, and an A+T-rich region. Consistent with most members of the genus Athalia, five of the tRNA genes are rearranged from the typical ground pattern of ancestral insect gene order. Phylogenetic analyses inferred from the nucleotide sequences of 25 mitochondrial genomes indicate that the Korean A. japonica is a distinct member of the genus Athalia. This study accumulates mitochondrial genome data of A. japonica from various countries, providing useful information on mitochondrial genetic differences across geographical distances in the East Asian region.

본 연구는 장수풍뎅이(Allomyrina dichotoma) 유충을 가수분해한 후 발생한 가수분해물 시료의 항비만 효능에 관한 결과이다. 먼저 3T3-L1 세포에 대한 시료의 독성을 테스트하였다. 시료 F10, P10, P30은 세포에 62.5ug/ml 처리 시 세포 생존율은 ~87.5% 정도로 나타났으며 F30의 경우 세포가 모두 건강하게 성장하는 것을 알 수 있었다. 다음으로 지질합성 관여 단백질인 SREBP-1과 FAS에 대한 발현 억제 실험을 진행하였다. 시료 F10과 F30을 처리 하였을 때 SREBP-1과 FAS의 발현을 가장 잘 억제한다는 것을 알 수 있었다. 3T3-L1 지방세포 분화 과정을 Oil Red O staining 방법으로 염색 후 관찰을 진행하였다. 컨트롤과 비교하여 시료 F10, F30, P10과 P30을 처리한 지방 세포들은 모두 세포 분화 억제가 관찰되었으며 특히, 시료 F10에서 지방세포 분화 억제가 활발히 발생한다는 것을 알 수 있었다. 위 결과를 종합해 보면, 시료 F10과 F30을 혼합하여 사용한다면 반려동물에 대하여 효과 있는 항비만 사료를 개발할 수 있으리라 판단된다.

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.

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.

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.

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.

최근 하천 환경 개선을 위한 노력과 연속성확보의 일환으로 인공구조물에 대한 철거 정책이 시행되고 있으나, 인공구조물 철거가 하천 환경에 미치는 장기적인 영향에 대해서는 명확하게 알려지지 않았다. 이에 본 연구는 하천 내 인공구조물 철거의 장기적인 영향을 분석하고, 지속 가능한 하천 관리 방안을 모색하기 위해 수행되었다. 설악산에 위치한 가는고래골의 인공구조물을 대상으로 2021년 8월부터 2023년 10월까지 8회에 걸쳐 조사한 결과, 조사기간동안 총 3문 3강 8목 11과 85종이 출현하였다. 총 출현종수는 보의 철거 전(총 44종)과 비교하여 철거직후(43종) 다소 감소하였으나, 이후 점진적으로 증가(2022년 56종, 2023년 64종)하였으며, 특히 절지동물 문에 해당하는 분류군의 증가가 확인되었다. 인공구조물과의 거리에 따른 출현종수는 구조물과 가까울수록 종수가 현저히 감소하였으며, 이격될수록 종수가 증가하였다. 장기적인 조사결과 인공구조물과 이격되어 있는 정점부터 점진적인 종수의 안정화가 확인되었으며, 인공구조물 철거지점과 가까운 지점에서는 지속적인 하상 변화가 관찰되고 회복이 느렸다. 이에 인공구조물 철거 후, 빠른 회복을 위해서는 초기 주변환경을 고려한 서식환 경의 조성 및 관리에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.

서식반경이 좁고 개체수가 감소하는 경향을 보이고 있어 멸종위기 종으로 지정된 뚱보주름메뚜기(Haplotropis brunneriana Saussure 1888)를 대상으로 개체군 추이와 적절한 모니터링 방법을 확인하기 위해 방형구법과 선조 사법을 이용하여 밀도 조사를 수행하였다. 뚱보주름메뚜기에 대한 조사 자료가 부족하여 먼저 방형구법을 이용 하여 2021년 3월부터 6월까지 월 1회 서식지 내 개체군 밀도를 확인한 결과 6개체/100㎡(3월), 2개체/100㎡(5, 6월)로 각각 영월과 제천에서 가장 많은 개체가 확인되었고, 지역 간에 유의한 차이는 나타나지 않았다(p > 0.05). 선조사법을 이용하여 2022년 3월부터 6월까지 월 3회 개체군 밀도를 확인한 결과 1.5(±0.79)개체/100㎡, 0.76(±0.11)개체/100㎡로 각각 영월과 제천에서 4월에 가장 많은 개체가 확인되었고, 지역 간에 유의한 차이는 나타나지 않았다(p > 0.05). 조사 방법에 따라 시기와 면적에 차이가 있어 이 두 방법을 정확히 비교할 수 없으나, 공통 적으로 3, 4월 약충 시기에 많은 개체가 확인되는 것을 알 수 있었다.

최소 사후 경과 시간(PMImin) 측정에 필수적으로 이용되는 것 중 하나가 시식성 곤충의 발육 속도를 정확히 측정한 데이터이다. 법의곤충학(Medicolegal entomology)을 이용한 최소 사후 경과 시간 측정 방법은 과거에 비해 빠르게 발전하고 있지만, 보다 정확한 데이터를 얻기 위해서는 추가적인 기초 데이터 확보가 필요하다. 이에 본 연구에서는 가장 대표적인 시식성 곤충 중 하나인 연두금파리(Lucilia illustris)를 대상으로 온도에 따른 성장 속도를 측정하였다. 흔히 blow fly 또는 green bottle fly라고도 불리는 연두금파리는 사체에 가장 먼저 나타나는 시식성 파리 중 하나이기 때문에, 해당 종의 유충 성장 속도를 측정하면 최소 사후 경과 시간을 비교적 정확하게 추정하는 것이 가능하다. 실험에 사용된 연두금파리는 5~9월경 대전 유성구 일대에서 성충을 채집하여 종 동정, 사육 및 증식, 예비 실험을 거친 후 본 실험을 진행하였다. 본 실험은 성충 사육 케이지 내에서 교미 및 산란 유도 후 산란된 알을 돼지 생간에 접종하여 유충 사육 전용 챔버에 넣고, 12시간 간격으로 6개체 샘플링하고 추가로 각 령기 변화 시점에 샘플링을 진행하였다. 샘플링된 유충은 길이 측정 및 이미지 촬영을 진행하였다. 16℃, 19°C, 22°C, 25°C, 28°C, 31°C, 34°C 7개 온도 조건에서 연두금파리의 성장 속도 측정 실험을 3회 반복하였으며, 산란으로 부터 부화 및 우화까지 시간 등을 포함한 전체 성장 시간 데이터와 유충 몸길이 데이터, 이미지 자료, 샘플링한 유충 액침표본 등을 확보하였다. 16℃, 19°C, 22°C, 25°C, 28°C, 31°C에서 연두금파리의 전체 성장 시간은 각각 792.7±70.2, 441.0±53.3, 366.7±15.1, 288.0±7.2, 255.7±4.0, 260.3±13.2로 측정되었으며, 34°C에서는 3령 이후 성장 하지 못하고 폐사함을 확인하였다. 본 연구의 결과는 연두금파리의 성장 과정 데이터와 최소 사후 경과 시간 추정을 위한 지표로서 활용 가능한 데이터를 제공한다.

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.