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서양 꿀벌이 장내 박테리아를 위한 먹이를 합성한다는 연구 결과 발표

로잔 대학교의 필립 엥겔 교수와 그의 연구팀이 수행한 연구는 서양 꿀벌(아피스 멜리페라)과 장내 박테리아의 공생 관계를 탐구했습니다. 이 연구를 통해 꿀벌이 특정 산을 합성하여 박테리아, 특히 스노드그라셀라 알비에게 필수 영양소를 공급하는 놀라운 능력을 발견했습니다. 이 발견은 꿀벌의 장내 미생물과 환경적 요인에 대한 취약성을 이해하는 데 시사하는 바가 있습니다.

꿀벌의 장내 미생물군: 서양 꿀벌은 약 20종의 박테리아로 구성된 비교적 단순하고 안정적인 장내 미생물 군집으로 인해 장내 미생물 군집을 연구하는 데 훌륭한 모델 역할을 합니다. 연구진은 장내 세균이 없는 꿀벌을 사육한 후 특정 종을 도입하여 장내 세균 군집을 연구했습니다.

스노드그라셀라 알비의 놀라운 군집화: 꿀벌은 일반적으로 꽃가루와 꿀에서 발견되는 영양소가 부족한 설탕물만 먹어도 생존할 수 있습니다. 놀랍게도 설탕을 대사할 수 없는 박테리아인 스노드그라셀라 알비(Snodgrassella alvi)는 이러한 조건에서도 꿀벌의 장에 서식하는 것으로 나타났습니다.

가설: 꿀벌이 박테리아를 위해 영양분을 합성한다: 이 현상을 이해하기 위해 과학자들은 벌이 스노드그라셀라 알비에게 필요한 영양분을 직접 공급할 수 있다는 가설을 세웠습니다. 초기 측정 결과 박테리아가 존재할 때 장내에서 특정 산이 감소하는 것으로 나타나 이 가설을 뒷받침했습니다.

혁신적인 실험: 가설을 증명하기 위해 나노SIMS(나노 스케일 이차 이온 질량 분석기)를 사용하는 실험을 설계했습니다. 꿀벌에게 13C 동위원소가 포함된 포도당 사료를 먹이고, 13C 농축을 통해 스노드그라셀라 알비의 장내 식민지화를 추적했습니다.

나노심스 이미징 결과: 나노심스 이미징 기법을 통해 스노드그라셀라 알비 세포에서 13C 원자가 상당히 농축된 것을 확인할 수 있었으며, 꿀벌이 박테리아의 탄소 원자가 표지된 먹이를 합성한 것을 확인할 수 있었습니다.

학제 간 협업: 이 연구는 미생물학과 첨단 이미징 기술을 결합한 필립 엥겔 교수와 앤더스 메이봄 교수 연구팀 간의 학제 간 협업의 성공을 보여줍니다.

꿀벌 취약성에 대한 시사점: 이번 연구 결과는 꿀벌과 장내 박테리아 사이의 공생적 대사 시너지 효과를 시사합니다. 기후 변화, 살충제 또는 병원균과 같은 요인으로 인해 이 관계에 장애가 발생하면 꿀벌이 취약해질 수 있습니다.

결론: 이 연구는 서양 꿀벌과 장내 박테리아의 관계에 대한 획기적인 통찰력을 제공하며, 특히 박테리아의 영양을 위해 음식을 합성하는 꿀벌의 능력을 강조합니다. 이 발견은 꿀벌 장내 미생물의 복잡한 신진대사 상호작용과 환경적 도전에 직면한 꿀벌 건강에 미치는 잠재적 영향을 이해할 수 있는 길을 열어줍니다.

로잔대학교의 연구는 꿀벌 장내 미생물의 신비를 풀고 서양 꿀벌이 장내 박테리아를 지원하는 특별한 방법을 밝혀냈습니다. 필립 엥겔 교수가 이끄는 이 연구는 꿀벌이 설탕과 물만 먹는 식단에서도 특정 산을 합성하여 스노드그라셀라 알비와 같은 박테리아의 필수 영양분으로 작용한다는 사실을 밝혀냈습니다. 선구적인 나노심스 이미징 기술은 꿀벌이 박테리아의 건강에 어떻게 기여하는지를 보여줌으로써 이러한 공생 관계를 엿볼 수 있게 해줍니다. 이러한 연구 결과는 꿀벌의 취약성을 이해하는 데 시사점을 제공하며 복잡한 꿀벌 미생물학 세계에 대한 독특한 관점을 제공합니다.

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