꿀 자체는 항상 풍요, 번영, 치유와 연관되어 왔습니다. 성경은 "따뜻한 말은 꿀과 같아서 마음에 달콤하고 몸에 좋다"고 말합니다(잠언 16:24). 꿀은 유대인의 새해인 로쉬 하샤나와 같은 의식과 축하 행사에서 사용되며, 사과를 꿀에 담가 달콤한 한 해를 기원합니다. 달콤한 축복의 근원은 공격적인 기생충으로 인해 위험에 처해 있습니다. 그리고 현재 이용 가능한 유일한 실행 가능한 장기적 솔루션인 RNA 간섭 또는 RNAi라고 하는 분자 생물학의 응용 프로그램은 혁신 거부론자들의 공격을 받고 있으며, "RNA"(mRNA 백신)가  표적이 되었습니다 .

꿀벌은 얼마나 중요한가?

꿀에 대한 글로벌 시장 만   해도 90억 달러가 넘지만, 벌의 경제적, 환경적 가치는 그보다 훨씬 더 큽니다. 벌은 미국에서 발견되는 100여 종의 과일과 채소를 포함하여 전 세계 작물의 3분의 1을 수분하는 역할을 합니다. 과일과 견과류 나무에서 해바라기, 고추, 수박에 이르기까지 우리가 가장 좋아하는 작물 중 다수는 다음 세대를 위해 건강과 활력을 유지하기 위해 꿀벌의 수분이 필요합니다. 이로 인해 작은 꿀벌은 우리 식량 및 농업 시스템의 핵심 구성 요소가 되었으며,  수분만으로도 연간 150억 달러의 추가 가치가 발생합니다 .

이 모든 것이 최근 수십 년 동안  성충 벌과 새로 부화한 새끼 벌의 체액을 빨아들이는 작은 진드기인 거미  기생충인 Varroa destructor 의 공격으로 위험에 처했습니다.Varroa 는  수천 년 동안 존재해 왔지만 원래 숙주는 아시아 꿀벌( Apis cerana )이었습니다.이 숙주-기생 관계는 수천 년에 걸쳐 안정적으로 공진화되었으며 각 종은 다른 종을 멸종시키지 않고 공존하는 방법을 배웠습니다.그러나 결국  Varroa는 파괴적인 결과를 초래하면서  새로운, 더 취약한 숙주인 서양 꿀벌인  Apis mellifera를 찾았습니다.아시아 꿀벌과 달리 Varroa 에 감염될 위험이 없었고   결과적으로 방어 수단이 거의 없었습니다.

서부 꿀벌의 숙주 범위가 확대된 것은 지난 세기 중반에 그들의 벌집이 동아시아로 옮겨지고 그들의 꿀 생산품이 중요한 상품으로 자리 잡기 시작하면서 급속히 일어났습니다.

1950년대에는  Varroa  진드기가 소련 동부, 일본, 중국의 벌집에 기생했습니다  . 1960년대에는 이 기생충이 유럽과 남미에서 발견되었고, 1980년대에는 미국으로 건너가 1987년 플로리다와 위스콘신에서 처음으로 확인되었습니다. 이 진드기는 꿀벌의 지방체를 먹고 개별 꿀벌을 약화시키고 치명적인 바이러스, 특히 Deformed Wing Virus(DWV)를 전파하며, 세계 양봉업에 큰 위협이 됩니다. 호주를 제외하면  Varroa  진드기는 꿀벌과 벌집 제품의 글로벌 무역을 통해 전 세계로 빠르게 퍼졌습니다.

Varroa는 도입 이후   군집 감소의 주요 원인이 되었습니다. 감염은 벌의 면역 체계를 손상시키고, 새끼의 생존을 감소시키고, 일벌의 수명을 단축시켜 광범위한 겨울 손실에 기여하고 상업적 수분 산업에 스트레스를 줍니다.  Varroa 는 수십 년 동안  화학 살진드기제에 대한 의존도 증가, 진드기 저항성 벌에 대한 선택적 번식 및 통합 해충 관리를 포함하여 양봉 관행에 변화를 가져왔습니다. 이러한 노력에도 불구하고  Varroa는  지속적인 위협으로 남아 있으며 유럽과 북미 전역에서 꿀벌의 건강과 양봉 경제를 근본적으로 변화시키고 있습니다.

Varroa  진드기는 꿀벌이 꽃꿀을 찾아 헤매는 동안 벌을 타고 벌집으로 들어온 다음, 벌집과 육아실로 다시 운반됩니다. 갓 낳은 진드기 알은 애벌레로, 그다음 번데기로 발달합니다. 의무 기생충인 진드기는 성충과 그 자손 모두의 혈림프를 빨아들이고, 종종 간호벌을 우선적으로 감염시켜 육아실로 직접 운반합니다. 더 나쁜 것은  Varroa  진드기가 다양한 꿀벌 바이러스의 매개체이기도 하여 군집 거주자를 시너지 효과로 파괴합니다.

진드기가 붙어 있는 채로 부화한 벌은  체중 감소, 비행 성능 저하, 수명 단축을 경험합니다 . 게다가 진드기에 기생한 채집벌(꿀을 찾기 위해 벌집을 떠나는 벌)은 학습 능력이 저하되고, 벌집에서 오랫동안 떠나 있으며, 집으로 가는 길찾기 능력이 저하되어 다시는 돌아오지 못할 위험이 더 큽니다.

Varroa 에 의한 피해는   군집 수준에서 가장 큰데, 감염된 수컷 벌은 짝짓기할 기회가 크게 줄어들기 때문에 진드기에 감염된 벌 군집은 떼를 덜 낳습니다. 그 결과 벌 개체수가 상당히 감소하고 다음 시즌에 군집이 완전히 없어질 가능성이 커집니다.  Varroa 에 의한 벌에 대한 광범위한 피해는 군집 붕괴 장애(CCD)와 혼동되어서는 안 됩니다. 군집 붕괴 장애는 1천 년 이상 알려진  오랜 복잡한 생물학적 패턴의 일부인 꿀벌 군집이 갑자기 설명할 수 없이 사라지는 현상입니다  .

Varroa 에 영향을 받은 군집은   CCD의 특징인 성충 일벌의 갑작스러운 대량 소멸을 경험하지 않습니다. 대신 벌은 종종 질병이나 기형의 눈에 띄는 징후와 함께 벌집 안이나 주변에서 죽습니다. USDA 농업 연구 서비스에서 수행한 연구에 따르면  Varroa  진드기와 CCD 사이에 직접적인 인과 관계가 없습니다. 그러나  Varroa는  벌 건강을 약화시키는 여러 스트레스 요인 중 하나로 확인되었으며, 잠재적으로 다른 기저 질환을 악화시키지만 CCD의 특징인 벌의 갑작스러운 소멸을 유발하지는 않습니다.

Genetic Literacy Project의 전무이사인 존 엔타인은  벌 건강을 둘러싼 복잡성과 CCD에 대한 오해에 대해 반복적으로 논의했습니다 . 그는  Varroa  진드기가 치명적인 바이러스를 퍼뜨리는 역할로 인해 꿀벌 개체군에 심각한 위협이 되지만, 그 존재만으로는 CCD의 독특한 증상을 설명할 수 없다고 강조합니다.

Varroa 에 의해 꿀벌에 발생한 광범위한 피해를 치료할 수 있는 방법이 있을까요  ? 합성 및 유기 살충제를 포함한 다양한 치료법이 시도되었으며, 이는 진드기 발생률을 줄이는 데 어느 정도 효과가 있는 것으로 입증되었지만 만병통치약과는 거리가 멉니다. 게다가  꿀을 오염시키고 여러 번 사용한 후 축적되는 등 환경적 결과를 초래할 수 있습니다 . 다른 생물학적 방제 방법으로는 짝짓기를 방해하는 구충제나 페로몬이 있습니다. 이러한 방법에도 단점이 있으며, 문제를 완전히 또는 장기적으로 해결할 수 있는 방법은 입증되지 않았습니다.

기술이 작동하는 방식

그러나 최근 중요한 진전이 있었습니다. 1월에 발표된 획기적인  연구  에 따르면 RNA 간섭(RNAi) 기술이  Varroa  진드기를 제어하는 ​​데 지속 가능하고 효과적인 솔루션을 제공할 수 있다는 것이 입증되었습니다. 자연 양봉 조건에서 수행된 이 연구는 RNAi가 꿀벌 건강, 작업자 안전 및 환경 지속 가능성에 오랫동안 위험을 초래해 온 전통적인 화학 살충제의 대안으로서의 잠재력을 강조합니다.

RNAi의 활용은 새로운 것이 아닙니다. 수십 년 전 Andrew Fire와 Craig Mello가 발견했고, 식물과 동물에서 유전자 발현을 조절하는 능력으로 인해 두 과학자는 2006년에 노벨상을 수상했습니다. RNA 간섭은 RNA가 세포에서 이중 가닥 분자로 나타날 때 발생합니다. 이중 가닥 RNA(dsRNA)는 대부분 세포에서 이상 현상이며 단백질로의 번역이 일어나지 않도록 빠르게 파괴되는 신호입니다. 유전자가 발현되는 것을 방지하는 "유전자 침묵"이라는 프로세스를 활용합니다.

이 연구는 진드기에 RNAi 기반 처리를 먹인 것을 관찰하는 데 초점을 맞추었는데, 이 처리에는 핵심  Varroa  유전자, 특히 진드기의 생존과 발달에 필수적인 역할을 하는 아세틸-CoA 카르복실화효소, Na+/K+ ATPase, 엔도키티나제를 발현하는 유전자를 표적으로 하는 이중 가닥 RNA가 포함된 특수 식단이 포함되었습니다. 현장 실험 결과에 따르면 RNAi 처리가  Varroa  감염률을 "각각 자당과 GFP-dsRNA를 먹인 대조군 벌에 비해 33%와 42% 감소"시키는 데 성공했습니다. 중요한 점은 dsRNA 처리가 꿀벌의 생존을 감소시키지 않았고, 이 프로젝트에 참여한 양봉가들은 이 방법이 실용적이고 일상 업무를 방해하지 않는다는 것을 알게 되었습니다.

이 연구 결과는 실제 양봉에 RNAi 기술을 도입하는 데 있어 중요한 단계를 나타냅니다. 화학 살충제에 대한 표적화되고 환경적으로 안전한 대안을 제공함으로써 RNAi는  Varroa  감염을 관리하고 꿀벌 개체군을 보호하기 위한 글로벌 노력에 기여하는 차세대 도구로서 유망함을 보여줍니다. RNAi 기술을 사용하여 가장 어려운 질병 중 일부를 퇴치하는 것은 증거에 기반하고 환경 친화적인 생물학적 솔루션을 제공합니다. 전 세계 꿀벌 개체군을 심각한 피해 또는 멸종으로부터 구하는 데 도움이 될 수 있기 때문에 RNAi는 농업 및 식품 산업에 게임 체인저가 될 수 있습니다.

캐슬린 L. 헤퍼론은 코넬 대학교에서 미생물학을 가르칩니다. X에서 캐슬린을 팔로우하세요  @KHefferon

Henry I. Miller는 의사이자 분자 생물학자이며 American Council on Science and Health의 Glenn Swogger Distinguished Fellow입니다. 그는 미국 FDA 생명공학 사무소의 창립 이사였습니다. X  @henryimiller 에서 Henry를 팔로우하세요