양봉 MNU 연구원, 꿀벌 위협 타깃
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MNU 연구원, 꿀벌 위협 타깃
MNU 학생들이 치명적인 응애 감염을 막기 위해 꿀벌 벌집의 미생물군집을 시퀀싱하는 방법을 배우고 있습니다. 왼쪽부터 Hayley Loewen, James Mwihaki, Paige White, Aidan Thomas, Elayna Goff.
MidAmerica Nazarene University의 한 분주한 과학 실험실에서 학생들은 전 세계 식량 공급에 영향을 미치는 문제 해결에 기여하고 있습니다. Barkman Endowed Professor인 Rion Taylor 박사의 지도를 받아, 학생들은 꿀벌 벌집의 메타게놈을 시퀀싱하여 이 중요한 수분 매개자를 가장 치명적인 위협 중 하나인 바로아 파괴 응애로부터 보호하는 방법을 연구하고 있습니다.
꿀벌은 지구상에서 가장 중요한 수분 매개자 중 하나로, 우리가 먹는 식량의 약 3분의 1을 담당합니다. 그러나 최근 몇 년 동안 벌 개체 수가 감소했는데, 이는 부분적으로 기생성 바로아 응애로 인해 벌집이 약화되고 결국 전체 군집을 파괴할 수 있기 때문입니다. 연구진은 메타게놈 DNA를 연구함으로써 응애 저항성 또는 취약성과 관련된 유전적 마커를 식별하고자 합니다. 이 정보는 언젠가 더 효과적인 치료법이나 육종 전략으로 이어질 수 있습니다.
현미경으로 관찰한 기생성 바로아 파괴자 응애.테일러는 "이 응애는 꿀벌의 지방질 체액과 혈림프를 먹이로 하는데, 이는 인간의 간과 혈액과 유사합니다."라고 말합니다. "또한 군집 붕괴에 기여하는 여러 질병을 전파합니다. 응애가 감염된 벌집을 치료하는 것은 어려울 수 있습니다. 진드기와 꿀벌은 계통발생학적 관점에서 밀접한 관련이 있기 때문에 응애만을 표적으로 삼는 치료법을 찾는 것은 어렵습니다."
연구의 의의 테일러
연구팀의 학생들은 꿀벌 벌집의 메타게놈(환경 시료의 유전 물질 연구)을 시퀀싱함으로써 응애에는 해를 끼치지만 벌에는 해를 끼치지 않는 치료법을 찾는 데 도움이 되기를 기대합니다. 테일러는 이러한 감염을 치료하는 약물이 있지만, 응애가 이러한 약물에 내성을 갖게 되고 있다고 말합니다.
MNU의 양봉장(벌통을 보관하는 장소)과 벌집은 미국 최고의 꿀 생산자이자 유통업체 중 하나인 Barkman Honey의 MNU 동문 Brent와 Lynette Barkman이 2017년에 기증한 것입니다. Barkman 부부는 MNU에 대한 아낌없는 지원의 일환으로 과학 분야에서 MNU에 두 개의 기부 교수직을 설립했습니다. 여기에 양봉을 배우는 MNU 학생들이 나와 있습니다. Taylor는 "꿀벌과 관련된 박테리아와 응애가 가지고 있는 박테리아 사이에 차이가 있는지 알아보고 싶습니다."라고 말합니다. "응애가 생존에 필요한 박테리아를 가지고 있고 꿀벌이 그 박테리아를 가지고 있지 않다면, 항생제로 응애의 박테리아를 표적으로 삼아 해당 박테리아를 죽여서 응애를 죽일 수 있습니다. 이 접근 방식을 선택적 독성이라고 합니다."
MNU에서 고급 연구를 가능하게 하다
많은 소규모 대학에서는 리온 테일러 박사 연구실에서 진행 중인 DNA 시퀀싱과 같은 기술은 접하기 어려웠습니다. 최근까지만 해도 이러한 기술은 엄청나게 비쌌습니다. 기관들은 종종 대규모 시퀀싱 시설에 샘플을 아웃소싱해야 했고, 이는 지연과 교육 기회 상실로 이어졌습니다.
DNA 시퀀싱 작업을 하는 제임스 므위하키와 에이단 토마스.테일러 박사는 "불과 몇 년 전만 해도 시작하는 데만 25만 달러에서 40만 달러가 필요했습니다."라고 말했습니다. "요즘은 장비 가격이 저렴해졌지만, 교육과 전문 지식을 얻기는 여전히 쉽지 않습니다. 바로 이러한 점이 학생들에게 이 경험을 더욱 특별하게 만듭니다."
오랜 MNU 기부자인 바크만 가족의 아낌없는 지원 덕분에 대학은 시퀀싱 장비를 확보하고 효과적으로 사용하는 데 필요한 교육을 제공할 수 있었습니다. Taylor 박사와 두 학생은 미국 최고의 생물정보학 연구실 중 하나와 협력하기 위해 위스콘신-매디슨 대학교로 갔습니다.이 기회를 통해 학생들은 시퀀싱 데이터를 직접 분석할 수 있었습니다.이 자금으로 DNA 시퀀싱 전문가를 MNU 캠퍼스로 데려와 학생과 교수진을 시퀀싱 프로세스에 대해 교육할 수 있었습니다.Brent
및 Lynette Barkman과 함께 있는 Rion Taylor 박사이러한 자원, 멘토십 및 실제 경험의 드문 조합을 통해 MNU 학부생은 대규모 연구 기관의 대학원생에게만 제공되는 의미 있는 유전 연구에 참여할 수 있습니다.
오늘날을 넘어서는 이점
Taylor는 다른 과학 수업 및 연구 프로젝트에 DNA 시퀀싱을 구현할 더 많은 계획을 가지고 있습니다.그는 이 기술이 다른 분야의 학생들에게도 도움이 될 수 있다고 생각합니다.예를 들어, MNU의 범죄학 학생들은 DNA 시퀀싱의 작동 원리를 직접 배우고 범죄 해결에 대한 통찰력을 얻을 수 있을 것입니다.
학생들과 테일러는 DNA 시퀀싱 프로젝트에서 진전을 이루면서, 자신들의 연구가 꿀벌 보호를 목표로 하는 연구의 확대에 기여하기를 바랍니다. 언젠가 이 연구는 양봉가들이 더욱 회복력 있는 벌집을 만드는 데 도움이 될 것이며, 궁극적으로 세계 식량 공급의 다양성과 지속가능성에 기여할 수 있을 것입니다.
다국적 대학(MNU) 학생들은 꿀 채취법도 배웁니다. 다국적 대학의 과학 관련 기회에 대한 자세한 내용은 mnu.edu/undergraduate-stem-studies에서 확인하세요 .
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