모기는 감염병을 매개하는 종으로 전염병 확산 억제를 위해서는 개체수의 감시와 정확한 예측이 필요하다. 본 연구에서는 모기 개체수 및 기상 및 현장 자료를 활용해 모기 개체수 머신러닝 모델을 개발하였다. 모기 개체수는 디지털 모기 측정기(Digital Mosquito Monitoring System, DMS)의 2015 년~2022년의 5월~10월의 자료를 활용하였다. 기상 자료는 기온, 강수량, 풍속, 습도를 사용하였으며, 현장 조사 자료는 현장을 명목척도와 서열척도로 나누어 기록하여, 명목 척도의 경우 원핫 인코딩으 로 변환해 수치화하여 사용하였다. 분석에 사용된 머신러닝 모델은 Artificial Neural Network, Random Forest, Gradient Boosting Machine, Support Vector Machine이며 성능지표로 R2, RMSE를 사용하였다. 연구 결과, Gradient Boosting 모델이 R2 0.4, RMSE 22.45로 가장 좋은 성능을 나타냈다. 현장 조사 자료 를 분석에 활용하였을 때 R2는 증가하였고, RMSE는 감소하였다. 본 연구 결과 모기 개체수에 현장 조사 자료가 예측 정확도를 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

한해 약 2억 명 이상의 감염 보고와 40만 명 이상을 사망하게 하는 것으로 알려진 말라리아는 Anopheles속에 속하는 약 60여종의 모기에 의해서 Plasmodium속의 원충을 인간에게 매개하여 발생하는 질병이다. 특히, 사망자의 대부분을 차지하는 아프리카 지역의 말라리아는 P. falciparum으로 이들을 매개하는 주요 모기 종은 An. gambiae, An. coluzzii, An. arabiensis, An. funestus이다. 이 네 종 중 An. gambiae, An. coluzzii, An. arabiensis는 An. gambiae complex에 속하는 종으로 이 complex에 속하는 8종의 경우 외형적 분류가 힘들기 때문에 ribosomal DNA(rDNA)에서의 염기서열 분석을 통한 분자생물학적 방법을 이용하여 이들을 분류하고 있다. 또한 최근 An. gambiae에서 두 종으로 분화된 An. gambiae와 An. coluzzii의 분자생물학적 차이를 알아보고 토론해 보고자 한다.

지구상에 사람과 가축의 질병과 밀접한 관계를 가지고 있는 대표적인 질병매개곤충은 모기일 것이다. 모기는 사람과 동물 그리고 가축의 혈액을 주로 흡혈하며, 동시에 병원균 및 바이러스 등을 기주동물로 옮기어 질병을 유발하는 곤충이다. 매개곤충의 곤충학에서의 역할은 생리 생태적인 연구 뿐만 아니라, 현재 문제가 되고 있는 매개질병의 대발생과 기후변화 등 많은 예기치 않는 요인으로 많은 주목을 받고 있다. 모기연구의 생태 행동학적 연구 및 살충제 및 기피제의 연구와 더불어 현재 모기의 유전체, 기능단백질의 연구, 병원균과 기주동물과의 관계 연구, 형질전환 응용, 분자수준에서의 후각행동 연구, 융복합 연구를 통한 바이오의약 연구는 앞으로 매개곤충을 모델로 한 연구의 새로운 지평을 열고 있고, 이러한 분야는 곤충학 기반 연구에서부터 다른 IT분야 등과 융합할 수 있는 분야로 발전하고 있다. 본 발표는 모기를 이용한 학문과 연구의 방향 등을 소개하며, 최근에 발견한 새로운 연구 사실들을 통하여 응용곤충학 분야의 확장 가능성을 이야기하고자 한다.

갑작스런 지카바이러스 감염증의 출현으로 모기를 통한 전 세계적인 확산을 우려하는 목소리가 높은 가운데 우리나라도 국가적인 차원에서 바이러스를 매개하는 모기에 대한 관심이 높아지고 있다. 우리나라에서는 자체적으로 발생하고 있지는 않으나, 해외로부터 감염되어 입국하는 사례가 발생하고 있어, 환자관리와 더불어 모기에 대한 발생 감시를 통해 확산방지에 심혈을 기울이고 있다. 국내에 서식하는 흰줄숲모기(Aedes albopictus)는 이집트숲모기 (Aedes aegypti)와 함께 지카바이러스 매개 가능한 종으로 알려져 있다. 흰줄숲모기는 우리나라에 전국적으로 분포하며, 숲이 있는 곳이면 성충의 서식이 가능할 뿐만 아니라 유충은 다양한 인공용기에서 서식이 가능하다. 일반 모기들이 주로 야간 활동성인 반면 주간 활동성이 강하여 야외활동 시 모기에 물리지 않도록 특별한 주의가 필요하다. 현재 전국적인 모기 감시망을 구축하여 발생 및 분포조사와 함께 지카바이러스 감염여부를 확인하고 있다.

일본뇌염은 모기에 의해 전파되는 대표적인 감염병으로 플라비바이러스속(Flavivirus)의 일본뇌염바이러스가 원인 병원체이다. 국내에서 매개 모기종은 주로 작은빨간집모기(Culex tritaeniorhynchus)로 알려져 있고 동남아시아에서는 본종외에 Cx. vishnui, Cx. annulirostris등을 포함하여 잠재적 매개능력을 지닌 여러 종의 모기들이 보고되고 있다. 지금까지 국내에서 일본뇌염매개종에 대한 연구는 이(1971)에 의해 서울 및 근교에서 여름철 채집된 작은빨간집모기와 금빛숲모기(Aedes vaxans) 그리고 월동 중인 빨간집모기(Cx. pipiens)로부터 일본뇌염바이러스를 분리한바 있다. 최근 Takhampunya 등 (2011)은 경기도 파주지역에서 채집한 작은빨간집모기와 반점날개집모기(Cx. bitaeniorhynchus)에서 일본뇌염바이러스를 검출한바 있다. 과거 국내 일본뇌염 환자의 발생분포는 한반도의 남쪽에 높은 밀도를 보였는데, 이는 인구밀집 지역을 제외하고 매개모기의 발생지역과 대체로 일치하였다. 그러나 최근의 경향은 전국에서 산발적인 형태를 보이며, 매개모기의 분포 양상과 다르게 나타났다. 따라서 저자 등은 일본뇌염 발생의 역학적 규명을 위해 매개모기의 재확인이 필요하다고 판단하여 일본뇌염환자 발생지역과 철새도래지를 중심으로 산, 습지, 축사주변, 주거지역에서 Black light trap, BG sentinel trap, Fay prince trap, Gravid trap을 사용하여 모두 9속 20종의 모기를 채집하였다. 채집된 모기를 분류 동정하여 바이러스 감염 조사를 한 결과 기존의 매개종으로 알려진 작은빨간집모기와 빨간집모기 이외에 동양집모기(Cx. orientalis)와 큰검정들모기(Armigeres subalbatus)에서 일본뇌염바이러스가 처음으로 검출되었고, 검출된 바이러스의 genotype은 모두 5형이었다. 결론적으로 국내의 일본뇌염바이러스 전파는 작은빨간집모기 뿐만 아니라 다양한 종류의 모기가 관여하는 것으로 판단되며, 이들 중 사람에게 바이러스를 전파시키는 종은 바이러스에 대한 감수성이 높은 것과 생태적으로 인체흡혈 기호성이 큰 종이 보다 중요한 역할을 할 것이라고 사료된다. 향후 정확한 일본뇌염바이러스의 전파 경로를 규명하기 위해 매개모기류의 흡혈원 규명, 바이러스의 월동 기전 및 국내 유입 등의 추가적 후속 연구가 필요하다.

말라리아 감염이 확인된 1993년 이래 DMZ 인근 지역을 중심으로 발생하였던 환자가 1997년 이후 강원 동․서부와 경기 남부에 이르기까지 점차 확대되었다. 현 재까지 강원, 경기, 인천 지역을 중심으로 매년 국내 말라리아환자 발생의 65% 이 상이 보고되고 있다. 얼룩날개모기에 의해 발생하는 말라리아는 국내의 경우 장기 잠복기(5~13개월)와 일부 단기잠복기(1~2개월)의 혼합된 특성을 나타내는 것으 로 알려져 있다. 본 연구는 국내 주요 말라리아 위험지역인 강원도, 경기북부, 인천 광역시 내 16개 시․군, 총 34개 지점에서 2009년부터 2012년 동안 주별 채집된 얼룩 날개모기의 밀도와 말라리아 환자의 발생 양상을 비교 분석하였다. 2009년 말라리아 위험지역에서 발생한 환자는 6월에 가장 높게 보고되어 8월에 최성기를 맞이한 매개모기와 차이를 나타냈다. 또한 2010년과 2011년에도 당해 연 도 매개모기의 최성기인 8월보다 시기적으로 앞선 6월에 환자발생이 최고조에 다 다랐다. 이는 매개모기의 밀도가 최성기에 이룬 후, 약 10개월이 지나 말라리아환 자의 보고가 정점을 보이는 장기잠복기의 특성을 나타냈다. 더불어 2011년 매개모 기의 최성기가 9월 중순에 나타나 그 다음해인 7월에 높은 환자 발생이 보고되었던 2012년에도 이러한 시기적 특성을 띄는 것으로 확인되었다. 향후 기후요소와 매개 모기 밀도 그리고 양성율과의 상관관계를 통해 환자발생 양상에 대한 보다 면밀한 분석이 필요할 것으로 사료된다.

모기 채집기인 유문등(Black light trap)을 이용한 우사에서의 말라리아 매개모기 방제효과를 확인하기 위해 모기 주 발생 시기인 2012년 7월 26일부터 8월 2일 사이 말라리아 발생지역인 강원도 철원군에서 조사를 실시하였다. 폐쇄형 우사의 경우, 하룻밤에 유문등 한 대당 채집된 말라리아 매개모기류는 평균 27,220마리(최대 33.931마리, 최소 659마리)였으며 모기가 가장 많이 채집된 유문등의 위치는 우사 내 가장 구석진 곳이었다. 개방형의 경우에는 하룻밤에 유문등 한 대당 채집된 말라 리아 매개모기류가 평균 22,751마리(최대 31,176마리, 최소 13,727)로 폐쇄형 우 사에 비해 다소 낮았고, 모기가 가장 많이 채집된 유문등의 위치는 축사입구 구석진 장소였다. 결론적으로, 조사기간 중 유문등 한대로 하룻밤에 말라리아 매개모기를 방제할 수 있는 모기는 평균 2천마리 이상이었고 모기가 비교적 많이 채집되는 유 문등의 위치는 소의 무리와 가까우면서 안정된 장소였다. 우사에서 유문등을 이용 한 모기 방제는 유문등의 설치 장소, 설치 높이 및 설치 거리 등의 기술적인 면을 고 려하여, 설치된 유문등에 대한 지속적인 유지관리를 할 경우 매우 효율적인 친환경 적 모기방제법이라고 판단된다.

우리나라의 삼일열말라리아는 1979년 말라리아 박멸 선언 이후, 1993년을 기점으로 다시 발생하여, 2000년에 4,183명으로 정점을 보인 후 정부의 퇴치사업을 통해 2001~2004년까지 전년대비 25~30% 이상 감소하였다. 2005~2007 사이 다시 증가하였으나 점차적으로 감소하여 2012년에는 561명까지 감소한 상태다. 말라리아가 발생하는 지역은 주로 휴전선 인근지역이며 민간인의 추정감염 환경은 거주 및 직장>군복무>여행>추정불가 순이다. 국내 말라리아의 매개종 또는 잠재적 매개종으로 확인된 종류는 중국얼룩날개모기, 클레인얼룩날개모기, 잿빛얼룩날개모기, 레스터얼룩날개모기, 벨렌얼룩날개모기 등이다. 중국얼룩날개모기 (Anoheles sinensis)는 전국적인 분포를 하지만 주로 한반도의 남부지역에 분포하고, 클라인얼룩날개모기(An. kleini)와 잿빛얼룩날개모기(An. pullus)는 중남부 산간지역과 중부지역 위쪽지역에, 그리고 레스터얼룩날개모기(An. lesteri)와 벨렌얼룩날개모기(An. belenrae)는 중서부에 주로 분포한다. 그 외 가중국얼룩날개 모기(An. sineroides), 한국얼룩날개모기(An. koreicus)와 일본얼룩날개모기(An. lindesayi japonicus)는 산간지역에 분포한다. 얼룩날개모기류 중 일부 종은 종간 형태적 특징이 비슷하여 형태적 분류가 매우 어렵다. 최근 분자생물학적 분류기법을 이용하면서 동일종으로 취급되었던 종에서 새로운 종이 보고되었는데 그 결과, 별개의 종으로 분류 동정된 종이 서로 다른 생태적 특징과 말라리아 전파능력을 갖고 있음이 확인된바 있다. 새로운 매개종의 출현은 매개능력의 확인과 생태 특성에 대한 연구를 필요로 하며, 이를 통해 질병을 이해하고 방제하는데 매우 중요한 자료를 제공하게 된다.

말라리아매개모기인 얼룩날개모기류에 대한 발생원을 파악하고자 김포시 전 지역을 대상으로 2008년 5월부터 9월말까지 현지조사를 실시하였다. 유문 등 조사를 통해 김포시 내 발생하는 모기 성충 밀도 및 종 현황을 조사하였 고, 유충 조사를 통해 발생원을 파악하였다. 모든 조사지점은 휴대용GPS를 이 용하여 지리좌표를 이용해 기록하였고, 그 결과를 ArcGIS(ver9.2)에 투영하여 발생밀도 분석, 기조사된 축사현황, 말라리아환자발생현황등과 비교․분석하 였다. 그 결과, 성충조사를 통해 6속 16종의 서식이 확인하였고, 조사된 모기 개체수 48,919개체 중 얼룩날개모기류는 17,907개체로 36.61%를 차지하였다. 유충 서식이 확인된 지점을 행정구역에 따라 분석하면 통진읍과 월곶면에서 유충의 수가 가장 많이 조사되었고, 1지점당 평균개체수는 대곶면이 4.14개체 로 가장 많았다. 유충 발생원을 유형별로 나누어보면 조사된 논의 약 80%에 서 유충이 확인되었고, 수로는 약 55%에서 조사되었으며, 신도시개발지역 등 의 유수지, 묵논, 미나리꽝, 연꽃재배지 등에서 서식이 확인되었다. 서식유형 별 1지점당 평균개체수는 수로가 4.5개체, 논이 1.8개체로 수로에서 많은 수가 조사되었다. 수로 유형에서는 수로폭 1-2m 규모의 콘크리트 수로에서 높은 밀 도를 나타내었고 논의 경우 축사인근의 논에서 일반 논보다 밀도가 높았다. 얼룩날개모기류의 주 흡혈원인 대동물 축사 위치와 말라리아환자발생지역에 대한 GIS 분석결과 유의적 상관관계는 나타나지 않았다

1998년 6월부터 9월까지 4개월간 수초자생 논에서 서식하는 말라리아 매개모기(Anopheles sinensis)를 대상으로 포식천적 송사리(Aplocheilus latipes)와 식식성 어류(Tilapia mossambicus niloticus)의 병합적 처리에 의한 생물학적 방제효과를 경기도 수원소재 대학 부속농장 실험포장에서 야외 조사하였다. 포식천적어 송사리는 논 수면에 방사율로, 식식성 어류 Ti-lapia는 비율로 병합적 처리한 결과, 처리 일주일후에 말라리아 매개모기는 대조군에 비해 70.8%의 방제효과를 나타내었고 4주와 5주후에 방제율은 점차 증가하여 각각 73.5%와 80.2%에 달하였으며, 5주후에는 말라리아 매개모기와 집모기(Culex pipiens)를 합하여 80~82%의 모기개체군 밀도의 억제효과를 계속 유지하였다. 송사리만의 비율로 단일처리한 논에서는, 4주후 말라리아 매개모기의 방제효과는 평균 51.4~56.5%로 비교적 저조하게 나타났으며, 모기 유충의 개체군 밀도를 억제하기 위한 미생물제제 B.t.i.(R153.78)을 1 kg/ha의 농도로 병합처리하여 그 방제효과를 비교 고찰하였다.

1998년 7월부터 10월까지 약 4개월간 질병매개모기 및 뇌염다발지역인 전라남도 영암군 덕진면 소재 약 30,000M2의 자연수답을 선정, 이에 서식하는 질병매개모기인 중국얼룩날개모기(Anopheles sinensis)와 작은빨간집모기(Culex tritaeniorhynchus)를 대상으로 포식천적어송사리(Aplocheilus latipes) 및 왜몰개(Aphyocypris chinensis)방사와 미생물제제(Bacillus thuringensis H-14)를 병합처리하여 방제효과를 조사하였다. 포식천적어송사리가 0.6fish/TEXM2/TEX가 존재하는 논에서는 7월부터 8월까지 55.0~57.6%의 자연 방제가 이루어졌으며, 한 표본당 평균 10마리 이상으로 증가될 때 미생물제제(B.t. H-14)를 1Kg/ha의 농도로 처리한 결과, 24시간후 100%의 방제를 보였으며, 10월 11일 본 실험이 끝날 때까지 98%의 방제율을 유지하였다. 천적어가 존재하지 않는 논에서는 수면 1TEXM2/TEX 당 1.5마리의 비율로 포식어(Aphyocypris)를 방사한 결과 9월 21일(방사후 2주)까지 88.2~96.7%의 만족할 만한 방제율을 유지하였다. 천적어가 존재하지 않는 또 다른 논에서 미생물제제(B.t. H-14)를 1Kg/ha의 농도로 단독 처리한 결과, 24시간 후 100%의 방제율을 보였으나, 7일 후에는 개체군밀도의 회복현상을 나타내었으며 B.t.(H-14) 2차 처리후 모기유충의 개체군밀도를 억제할 수 있었다.

Pax6는 진화적으로 잘 보존된 homeobox유전자 그룹의 하나로 배 발생기 동안 시공간적으로 제한되어 발현된다. 이 실험은 말라리아 매개모기인 Anopheles stephemi에서의 Pax6 발현을 서로 다른 분자환경 조건에서 조사해 보기 위해 트랜스포존의 하나인 piggyBac과 Pax6에 결합하는 3xp3-EGFP를 사용한 생식세포 형질전환 방법을 사용하였다. 4개의 형질 전환 계열이 만들어졌고 형질전환율은 6.7%였으며, 도입 유전자는 여러 세