말라리아는 Anopheles 모기들에 의해 전파되며, 대한민국에서는 코로나 팬데믹 기간 동안(2020~2022) 약 200~300명대의 말라리아 환자가 발생하였으나, 지난 2023년에는 그 수가 폭증해 약 800명의 환자가 발생하였다. 현재까지 모기를 방제하기 위한 가장 효율적인 수단은 살충제를 사용한 방제이나, 지속적으로 이러한 화합물에 노출된 모기 개체군은 살충제에 저항성을 갖게 되는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 대한민국의 주요 말라리아 발생 지역인 비무장지대 부근 및 이외 지역인 용산, 평택, 오산에서 채집을 진행하였으며, 채집된 An. sinensis에 대해서 살충제 저항성과 관련되어 있다고 알려진 유전자인 acetylcholinesterase-1(ace-1)와 voltage-gated sodium channel(vgsc) 영역에 대한 저항성 돌연변이 보유 여부를 각각 확인하였다. 실험 결과 채집된 모든 지역에서 G119S(ace-1), L1014F,C(vgsc) 돌연변이가 발견되었으며, 그 빈도는 계절과 장소에 따라 차이를 나타내었다. 본 실험 결과는 향후 말라리아 감염 억제를 위한 매개체 연구에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Tenebrio molitor(T. molitor) is gaining attention as a sustainable food source with high nutrient content. Understanding their immune system, paricularly the role of Tak1 in the Imd pathway, is essential for mass breeding. This study investigates TmTak1 function in T. molitor. we investigated the immune function of TmTak1, followed by systemic infection using E. coli, S. aureus, and C. albicans. As a result, Silencing TmTak1 significantly affects expression levels of AMPs in the whole body, Fat bodies, and Integuments. These results showed lower expression levels of AMP compared to the control group during E.coli injection.

Fas-associated death domain protein (FADD) functions as an apoptotic adapter in mammals, recruiting caspases for death-inducing signaling complexes, while in lower animals, it interacts with IMD and DREDD to initiate antimicrobial responses. In this study, we examined the T. molitor FADD sequence (TmFADD) using molecular informatics methods to understand its involvement in the host's immune response against microorganisms. Knocking down TmFADD transcripts resulted in increased susceptibility of T. molitor larvae to E. coli, underscoring the significance of FADD in insect defense mechanisms and providing valuable insights into insect immunity.

수염풍뎅이(Polyphylla laticollis manchurica)는 과거에는 흔히 발견되었으나, 1970년대 이후 한반도 내 개체수 가 급격히 감소하여 2005년 환경부에 의해 멸종위기 야생생물 Ⅰ급으로 지정되었다. 또한 해당종의 분자생물학적 연구는 멸종위기종이라는 특성으로 인해 제한적으로 진행되었다. 그로 인해 NCBI 등 공공 데이터베이스에서 제공되는 서열정보들 또한 부족한 실정이다. 이 연구는 이러한 한계를 극복하고 수염풍뎅이의 유전적 특성을 규명하기 위해 생물정보학적 기술을 활용하여 전사체 분석을 진행하였다. Illumina HiSeq 2500 플랫폼을 사용하여 53,433,048개의 RNA reads를 얻었으며, Trinity와 TGICL을 이용한 De novo 어셈블리 분석을 통해 18,172개의 unigenes를 생성하였다. 생성된 unigenes는 GO, KOG, KEGG, PANM DB를 활용하여 annotation을 진행하였다. 그 결과, GO 분석에서는 ‘binding and catalytic activities’와 관련된 항목이 높은 발현을 보였으며, KOG 분석의 경우 ‘Cellular Processes and Signals’ 범주가 높은 비율을 나타내었다. KEGG 분석을 통해 2,118개의 unigenes가 metabolic 카테고리에 annotation된 것을 확인하였다. SSR 모티프 분석에서는 AT/AT (42.90%) 모티프, AAT/ATT (13.13%) 모티프 순으로 많이 나타나는 것을 확인하였다. 이 연구를 통해 분석한 결과 들을 이용하여 유전자원 및 종 정보를 실시간 제공 및 정보 공유가 가능하도록 Database 및 web-interface를 구축하 였으며, 이러한 자료들은 국내 멸종위기종인 수염풍뎅이의 고유한 유전적 특성을 발굴 및 확보할 수 있는 기반자 료로써 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

장내 미생물 군집은 소화 과정, 면역 시스템, 질병 발생 등 숙주의 다양한 면에 광범위한 영향을 주는 것으로 알려져 있으며, 주요 장내 미생물 종은 숙주의 생리 기능에 핵심적인 역할을 수행한다고 발표된 바 있다. 곤충의 장내 미생물 군집에 관한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있으며, 이들 연구는 주로 장내 미생물 군집과 기생충, 병원체 간의 상호작용, 종간의 신호 전달 네트워크, 먹이의 소화 과정 등을 중심으로 이루어지고 있다. 이러한 연구들은 대부분 Illumina MiSeq을 활용하여 16S rRNA 유전자의 V1부터 V9 영역 중 선택된 특정 부분을 대상으로 짧은 서열 정보를 대상으로 진행되었다. 그러나, 최근에는 PacBio HiFi 기술이 상용화되면서 16S rRNA의 전장 분석이 가능할 수 있게 되었다. 이번 연구는 장수말벌(Vespa mandarinia)의 해부를 통해 gut과 carcass 부분을 분리한 뒤, 각 샘플을 Illumina MiSeq과 PacBio HiFi 기술을 활용하여 미생물 군집 간의 차이점을 확인하기 위하여 수행되었다.

Haemaphysalis longicornis는 사람과 동물에게 여러 심각한 병원체를 전달하는 주요 매개체로, 한반도에 널리 분포하고 있다. H. longicornis는 Rickettsia spp., Borrelia spp., Francisella spp., Coxiella spp., 그리고 중증열성혈소판 감소증후군 바이러스 (SFTS virus) 등을 매개하는 것으로 알려져 있다. 국내에 서식하는 H. longicornis의 미생물 군집과 관련된 연구는 많이 진행되지 않은 것으로 확인되었다. 이 연구는 한반도 내 다양한 지역에서 채집된 H. longicornis의 미생물군집 다양성을 지역별, 성장 단계 및 성별에 따라 분석하였다. 2019년 6월부터 7월까지 질병관리청 권역별기후변화매개체감시거점센터 16개 지역에서 채집한 H. longicornis의 16S rRNA 유전자 V3-V4 영역을 PCR로 증폭 후 Illumina MiSeq 플랫폼으로 시퀀싱하였다. Qiime2를 활용한 미생물 다양성 분석을 통해 총 46개의 샘플에서 1,754,418개의 non-chimeric reads를 얻었으며, 평균 126개 의 operating taxonmic unit (OTU) 을 식별하여 총 1,398개의 OTU를 확인하였다. 대부분의 지역에서 Coxiella spp.가 우점종으로 나타났으며, 특히 Coxiella endosymbiont는 가장 높은 우점도를 보이며, Coxiella burnetii와 계통 발생 학적으로 유사한 것으로 확인되었다. 이 연구를 통해 분석된 결과는 각 지역의 H. longicornis 미생물군집 데이터 베이스 구축에 활용되었으며, 이를 통해 지역별 미생물군집의 특이성을 식별할 수 있게 하였다. 이는 한반도의 H. longicornis에 의한 질병 전파 연구와 이를 통한 공중보건 개선에 기여할 것으로 기대된다.

Recently, it is demonstrate that the invertebrates have a immune memory, called Immune priming (IP). It was partially studied that the IP is mainly regulated by epigenetic modification. Here, to understand the IP on antimicrobial peptides (AMPs) production, we investigated larval mortality and time-dependent expression patterns of AMP genes in T. molitor larvae challenged with E. coli (two-times injection with a one-month interval). Interestingly, the results indicate that the higher and faster expression levels of most AMP genes were detected compared to the non-primed T. molitor larvae. Our results may used to improve the understanding of mechanisms of invertebrate immune memory.

Pellino, a highly conserved E3 ubiquitin ligase, is known to mediate ubiquitination of phosphorylated Interleukin-1 receptor-related kinase (IRAK) homologs in Toll signaling pathway. To understand the immunological function of TmPellino, we screened the knockdown efficiency of TmPellino by injecting TmPellino-specific dsRNA into T. molitor larvae. Subsequently, we investigated the larval mortality and the tissue-specific expression patterns of antimicrobial peptide (AMP) genes against microbial challenges. Interestingly, the results indicate that the expression of many AMP genes was upregulated in the Malpighian tubules of TmPellino-silenced T. molitor larvae. This study may provide basic information to understand how Tmpellino regulates AMPs production in T. molitor.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

This study aims to systematically investigate the insect diversity within the distinct coastal grassland and mountain habitats of East Busan, Busan Metropolitan City. The objective is to gather foundational data that will inform natural environment conservation plans and contribute to policy formulation. Employing a comprehensive collection approach, we utilized trapping nets, pitfall traps, and flying insect traps to capture a broad spectrum of insect species. The investigation identified a rich diversity of 132 species across 9 orders and 52 families. Coleoptera emerged as the most prevalent order with 13 families and 41 species, followed by Diptera with 8 families and 24 species, and Lepidoptera with 9 families and 21 species. To assess the biodiversity and structure of these communities by habitat type, we applied several biodiversity indices: the Shannon-Wiener index (H'), Margalef index (R), and Pielou evenness index. Coastal grasslands exhibited an H' of 3.153, R of 11.08, and a Pielou evenness of 0.371; coastal mountains showed an H' of 2.922, R of 13.02, and a Pielou evenness of 0.202. These metrics reveal no significant differences in diversity and evenness between the two habitats. The endangered Copris tripartitus was notably observed in coastal grasslands, alongside 20 species classified as Least Concern (LC) in the National Red List across both habitats. The comparative analysis of biodiversity and evenness levels across coastal grassland and mountain areas highlights the ecological significance of both habitats in supporting a diverse insect fauna. The detection of endangered and LC species within these areas emphasizes the critical need for ongoing monitoring and the development of effective conservation strategies tailored to protect Busan's coastal ecosystems. The findings underscore the necessity of conducting periodic surveys to monitor faunal changes and inform conservation efforts actively. By ensuring the continued protection of insect diversity, these efforts will play a pivotal role in maintaining the ecological integrity of coastal areas, thereby supporting broader environmental conservation objectives.