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.

Chitin and chitosan, abundant biopolymers from shellfish, crustaceans, and fungal hyphae, have diverse applications in food, biomedical, and industrial sectors. Also, insects offer a one of the chitin and chitosan source, yet research into the biological processes of chitin and chitosan within insects remains inadequate. To investigates the safety and benefits of insect-derived chitin and chitosan, we orally administered crab-derived and insect-derived chitin and chitosan to mice and compared RNA expression. NGS derived sequences were obtained and DEG and GO analyses were performed. This study displays a chance to progress the application of edible insects.

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.

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.

This study focused on the genomic analysis of Anopheles kleini and Anopheles pullus, both vectors of vivax malaria within the Anopheles Hyrcanus group. Using Illumina NovaSeq600 and Oxford Nanopore platforms, we identified 126 and 116 contigs, along with 40,420 and 32,749 genes from An. kleini and An. pullus, respectively. The assembled genome sizes were 282 Mb for An. kleini and 247 Mb for An. pullus, which are within a similar range to the sizes previously estimated by digital PCR (249 Mb and 226 Mb). We are currently also estimating the genome sizes of other Anopheles spp. and manually curating key genes determining vectorial capacity.

Parasites have co-evolved with their host for a long period of time, resulting in unique parasitic systems tailored to each host species. This makes them suitable for research on physiological function control through cross-species molecules like miRNA. The body louse, a vector of bacterial pathogens, is particularly valuable as a model insect due to their frequent feeding on human blood, which results in the continuous ingestion of human-derived miRNA and injection of salivary gland-derived miRNA into the human body. In this study, we conducted miRNA sequencing on body lice with mixed stages and identified 105 miRNAs, including 50 novel miRNAs. Sequence analysis of human miRNAs remaining in body lice and the functional analysis of these miRNAs are in progress.

The two-spotted spider mite, Tetranychus urticae Koch, is one of the economically important agricultural pests globally, as it attacks a wide range of vegetable and horticultural crops. In this study, we evaluated spatial repellent and oviposition deterrent activities of T.urticae in response to fifteen compounds derived from ester-containing natural products. To evaluate the tests, we used bridge two-choice test and host two-choice test in laboratory conditions. Among the eight compounds showed spatial repellent and oviposition deterrent activities against T. urticae at the 20 mg dose and some compounds had the activities at lower dose. We also conducted two-choice test with a blend and single compounds to determine which showed stronger spatial repellent and oviposition deterrent activities. In host two-choice test, we evaluate repellence between distance of compounds. This study concluded that series compounds from ester-containing natural products have the potential to be used managing T. urticae in the field.

The genus Bembidion is a prominent terrestrial group found in various regions around the world, encompassing a large number of species. Species of this genus have a reduced apical palpomere, as do all members of the tribe Bembidiini. This study reviews four species belonging to the subgenus Plataphus, which is included within the genus Bembidion. Descriptions and photos of adults are provided.

Six mosquito species in the Anopheles Hyrcanus group are known as vectors responsible for transmitting vivax malaria in South Korea. In this study, seasonal dynamics of Anopheles Hyrcanus group species and knockdown resistance (kdr) mutations in malaria-endemic sites, Paju and Gimpo, were monitored over two years. In August 2023, all six species were observed simultaneously in one of the Paju collecting sites, and kdr mutations were newly identified in all species except Anopheles kleini. Although Anopheles pullus was revealed as a relatively resistant species among five species populations without kdr mutation via bioassays, there were no critical differences in the voltage-sensitive sodium channel sequence. These findings suggest variability in pyrethroid resistance mechanisms among Anopheles Hyrcanus Group species.

단백질의 구조 예측은 생명 과학 및 의약학 분야의 핵심적인 연구 주제 중 하나로, 단백질의 기능 및 상호작용을 이해하기 위한 주요 정보를 제공할 수 있어 다양한 연구가 수행되고 있다. 이러한 연구의 일환으로 최근 Google DeepMind의 AlphaFold2가 등장하였으며, 단백질 구조 예측 성능을 대폭 향상시켜 CASP(Critical Assessment of Protein Structure Prediction)에서 뛰어난 평가점수를 받아 단백질 구조 예측 분야의 최신 기술을 크게 향상시켰다. 이러한 컴퓨터 기반의 단백질의 구조 예측 방법은, 고전적인 방법을 사용하여 직접 단백질 구조를 결정하는 방법 에 비해 매우 정확하고 빠르며 경제적인 비용으로 수행될 수 있어 단백질 구조 예측 및 생리학 연구를 수행하는 연구자들에게 유용한 방법론이 될 것으로 사료된다. 따라서 본 연구소에서는 곤충을 포함한 무척추 자생동물을 연구하는 연구자들을 위해 단백질 구조 예측을 수행할 수 있도록 64Core/128Threads의 CPU, 256GB의 RAM과 6장의 GeForce RTX 3090으로 이루어진 GPU(Graphical Processing Unit) 고성능 컴퓨터 시스템에 AlphaFold2 program을 구축하였다. 최근 인간을 대상으로 한 단백질 구조 예측 연구는 상당한 진전을 보이고 있지만, 곤충을 포함한 자연계의 동물을 대상으로 한 연구는 여전히 미비한 상황이다. 이러한 자생동물자원연구의 확대를 위해 본 연구소에서 구축한 GPU 시스템 및 생물정보학적 분석 방법이 많이 활용되어야 하며, 이를 위해서는 연구자들 의 협력과 참여가 필요하다.

Medically significant indoor/ectoparasitic insect populations, including bed bugs and head lice, have developed considerable resistance to insecticides due to limited introduction of new genetic traits and the absence of an overwintering barrier. In contrast, outdoor pests like Anopheles and Culex mosquitoes exhibit fluctuating resistance patterns, likely influenced by factors such as overwintering barriers and relatively wider open habitats. Mosquitoes also face selection pressure from diverse sources beyond public health insecticides unlike bed bugs or head lice. Understanding different factors driving resistance among pests is essential for effective resistance management.

The series compounds from natural products are an effective repellent and deterrent against various kinds of pests. In this study, we evaluated the spatial repellency of fifteen compounds from natural products on the two-spotted spider mite, Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae), in the laboratory and field by using two-choice and no-choice bioassays. In laboratory two-choice tests, six compounds displayed active spatial repellency against female adult mites at a 2mg dose. The repellency of each compound was also as effective as the 6-compound blend. Three of the six compounds showed the predominant repellent activity (over 90%) that lasted for at least 3 days in laboratory no-choice tests. In a field test, we found that the number of T. urticae was fewer in strawberry seeding treated lure with 2mg of these compounds than in strawberry seeding treated lure with solvent control. Given that the findings are efficacious, economical, and natural products, they can be used in the sustainable management of T. urticae in greenhouse.

Despite advancements in therapeutic approaches, radiotherapy and cisplatin-based chemotherapy remain primary noninvasive treatments for patients with oral squamous cell carcinoma (OSCC). Moreover, the 5-year survival rate for patients with OSCC has remained almost unchanged for several decades, and many side effects of chemotherapy still exist. In this study, three-dimensional (3D) models of OSCC were established using fibroblasts, and the efficacy of various biological inhibitors was evaluated. A culture of epithelial cells with two types of fibroblasts (hTERT-hNOFs and cancer-associated fibroblasts) within a type I collagen matrix resulted in the formation of a continuous layer of tightly packed cells compared to models without fibroblasts. Furthermore, the effects of biological chemicals, including Y27632, latrunculin A, and verteporfin, on these models were investigated. The stratified formation of the epithelial layer and invasion in OSCC 3D-culture models were effectively inhibited by verteporfin, whereas invasion was weakly inhibited by Y27632 and latrunculin. Collectively, the developed OSCC 3D-culture models established with fibroblasts demonstrated the potential for drug screening, with verteporfin showing promising efficacy.

본 논문에서는 빙하가 녹아 갈라져서 떠내려 온 새끼 펭귄이 다시 펭귄 무리로 되돌아가기 위 해서 길을 찾아 나서는 퍼즐 어드벤처 게임을 제안한다. 플레이어 40명의 로그 기록과 설문지 를 분석한 결과를 바탕으로 제안하는 게임의 특징을 살펴보고자 한다. 첫째, 제안하는 게임은 새끼 펭귄이 얼음 덩어리를 밀어서 길을 만들어 이동하는 직관적인 규칙을 제공한다. 로그 기 록에서 플레이 평균 시간은 19분이며, 이를 19개의 리스폰 지점으로 나누면, 구간별 플레이 평균시간은 1분이다. 설문에서 게임 목표 명확성은 4.45점, 게임 난이도는 4.16점을 받았다. 둘째, 제안하는 게임은 가마우지가 새끼 펭귄에게 도움말을 제시하는 등 유용한 정보를 친절 하게 제공한다. 전체 플레이 평균 시간은 baseline이 24분이고, kinder UI가 19분이다. kinder UI에서 새끼 펭귄이 얼음 덩어리를 덜 밀고, 게임 재시작을 덜 하고, 더 빨리 상호작 용하여, 문제를 빨리 해결한다. 설문에서 게임 스토리 이해는 4.15점, 유용한 정보는 4.45점을 받았다. 셋째, 제안하는 게임은 남극과 유사한 환경을 제공하여 몰입도를 상승시킨다. baseline에 비해서 kinder UI에서 다양한 게임 오브젝트와 더 적극적으로 상호작용을 시도하 고, 미션 완료 후 더 오랫동안 오로라를 지켜봤다. 설문에서 게임 캐릭터 선호도는 4.56점, 게 임 환경 만족도는 4.22점을 받았다.

Fungal contaminant in the indoor air is one of risk factors that could damage valuable paper-based records preserved in libraries. In the process of monitoring airborne fungi at the Nara Repository, the National Archives, Seoul, Korea, three fungal strains, DUCC 16098, DUCC 17764, and DUCC17767 were isolated from the archive’s air samples. Fungal identification was performed based on the morphological characteristics and phylogenetic analysis of the internal transcribed spacer (ITS), the 28S LSU rDNA, and β-tubulin gene (BenA), and TEF1-α gene. These DUCC 16098, DUCC 17764 and DUCC17767 strains were identified as Clonostachys farinosa, Penicillium cosmopolitanum, and Cephalotrichum purpureofuscum. These species have not been recorded before in Korea. Information on these fungi will help the monitoring and management of airborne fungi in the archival facilities.