코넬대에서 개발한 기술은 양봉가, 소비자, 농부에게 치명적인 살충제에 대한 해독제를 제공합니다. 이 살충제는 야생벌을 죽이고 양봉가들이 매년 평균적으로 벌집의 3분의 1을 잃게 만듭니다.

유기인산염이라 불리는 널리 사용되는 살충제 그룹을 해독하는 이 기술의 초기 버전은 Nature Food에 5월 20일에 게재된 새로운 연구 " 관리되는 수분매개자의 유기인산염 독성을 줄이기 위한 화분에서 영감을 받은 효소 미립자 "에 설명되어 있습니다.

해독제 투여 방법은 이제 모든 살충제로부터 꿀벌을 효과적으로 보호하도록 적용되었으며, 뉴욕 주에 본사를 둔 Beemmunity라는 새로운 회사가 생겨났습니다.

연구에 따르면 미국 벌집의 98%에 있는 왁스와 꽃가루는 평균 6가지 살충제로 오염되어 있으며, 이는 또한 파괴적인 바로아 진드기와 병원균에 대한 벌의 면역력을 낮춥니다. 동시에, 이 논문에 따르면, 수분매개자는 우리가 소비하는 음식의 3분의 1을 생산하는 작물에 비료를 공급하여 필수적인 서비스를 제공합니다.

"우리는 양봉가가 꽃가루 패티나 설탕 시럽에 미세입자 제품을 넣어 꿀벌에게 먹이는 솔루션을 가지고 있으며, 이를 통해 꿀벌이 발견할 수 있는 모든 살충제를 벌집에서 해독할 수 있습니다." 논문의 공동 저자이자 Beemmunity의 CEO인 James Webb의 말입니다.

첫 번째 저자인 Jing Chen은 농업 및 생명 과학 대학의 생물 및 환경 공학과 조교수인 선임 저자 Minglin Ma의 연구실에서 박사후 연구원으로 재직 중입니다. CALS의 곤충학 조교수인 Scott McArt도 공동 저자입니다.

이 논문은 시중에 판매되는 살충제의 약 3분의 1을 차지하는 유기인산계 살충제에 초점을 맞춥니다. 최근 벌집 내 살충제 잔류 연구에 대한 전 세계 메타분석 결과, 현재 사용 패턴에서 5가지 살충제가 벌에게 상당한 위험을 초래하는 것으로 나타났으며, 그 중 2가지는 유기인산계 살충제였습니다.

연구자들은 유기인산 살충제가 흡수되어 벌에게 해를 끼치기 전에 해독하는 효소로 채워진 균일한 꽃가루 크기의 미립자를 개발했습니다. 이 입자의 보호 케이싱은 효소가 벌의 작물(위)을 지나갈 수 있게 하는데, 위는 산성이고 효소를 분해합니다.

미립자는 꽃가루 패티나 설탕물과 섞일 수 있으며, 섭취되면 안전하게 보호되는 효소가 산성 작물을 통과하여 중장으로 이동하고, 여기서 소화가 일어나고 독소와 영양소가 흡수됩니다. 거기에서 효소는 유기인산염을 분해하고 해독하는 역할을 할 수 있습니다.

일련의 시험관 내 실험 후, 연구자들은 실험실에서 살아있는 벌에 시스템을 테스트했습니다. 그들은 벌 무리에 오염된 꽃가루에 유기인산 살충제인 말라티온을 먹이고 효소가 있는 미립자도 먹였습니다. 대조군에는 효소가 채워진 미립자가 없는 독성 꽃가루를 동시에 먹였습니다.

효소를 고용량으로 첨가한 미립자를 먹인 벌은 말라티온에 노출된 후 생존율이 100%였습니다. 한편, 보호되지 않은 대조군 벌은 며칠 만에 죽었습니다.

Beemmunity는 이 개념을 한 단계 더 발전시켜 살충제를 분해하는 효소로 미세입자를 채우는 대신, 입자에 곤충 단백질로 만든 껍질을 만들고 특수 흡수성 오일로 채워 일종의 미세 스펀지를 만듭니다. 널리 사용되는 네오니코티노이드를 포함한 많은 살충제는 곤충 단백질을 표적으로 삼도록 설계되어 있으므로 미세입자 껍질이 살충제를 끌어들여 케이싱 내에서 불활성 상태로 격리합니다. 결국 벌은 격리된 독소를 배설합니다.

이 회사는 이번 여름에 뉴저지에서 240개 벌집에서 군집 규모 시험을 진행하고 있으며 2022년 2월부터 제품을 대중에 출시할 계획입니다. 제품에는 꽃가루 패티나 설탕물에 첨가할 수 있는 건조 설탕 배지의 미립자 스펀지와 개발 중인 소비자용 벌 먹이통이 포함됩니다.

Ma는 "이것은 저렴하고 확장 가능한 솔루션으로, 살충제 독성 문제를 해결하고 관리되는 수분매개자 보호에 기여하는 첫 번째 단계가 되기를 바랍니다."라고 말했습니다.

공동 저자는 뉴욕대학교 탠던 공과대학의 연구원인 진킴 몬트클레어입니다.

이 기술은 Cornell의 Center for Technology Licensing을 통해 라이선스를 받았습니다. Ma와 McArt는 Beemmunity의 고문입니다.