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英 서섹스대학, 무독성 해충 구제법 개발...‘RNAi’ 방법 적용
2019-05-24 09:41:56
최재은
▲세계적으로 해충으로 인한 손해에 대해 모니터 및 평가가 중요하다는 사실이 간과되고 있다(사진=ⓒ123RF)

해충은 인간의 활동을 저해하는 원치 않는 곤충과 식물, 동물, 세균이나 기타 유기체를 일컫는다. 이 같은 해충은 농작물에 해를 입히고 사람과 동물을 물며 재산을 손상시키거나 생활을 어렵게 만든다.

해충 중에서도 벌레는 농작물과 자연, 심지어 사람의 일상생활에 악영향을 미친다. 이들은 작물의 생산량에 피해를 입히고 가축에 기생하며 사람의 건강에 위협을 가한다.

여러 연구 보고서에 따르면, 쌀 농가에서는 해마다 해충으로 인해 수확량의 평균 37% 손실을 입고 있다. 그리고 해충의 생물학적 위협으로 인해 해마다 글로벌 생산량에서 약 40%를 잃고 있다. 이처럼 해충은 전 세계 수백만 농가의 수익을 위협하고 있을 뿐만 아니라 글로벌 식량 보안을 불안정하게 만들고 있다.

하지만 불행히도, 세계적으로 해충이 유발하는 손해를 실제적으로 관찰 및 평가하는 것의 중요성을 이해하지 못하는 상황이다. 해충과 질병이 글로벌 생산량에 해를 가하고 있다는 사실에 합의하고 있는데도 말이다.

그리고 여기에서 살충제의 역할이 대두되고 있다. 살충제는 해충을 제거할 수 있는 화학물질을 말한다. 이러한 살충제의 대부분은 농가나 가정에서 원치 않는 해충을 제거, 무력화 또는 억제하는 항균 및 살균제다. 그리고 이 제품은 농가 생산성을 낮추고 작물에 해를 가하는 다양한 해충을 제어 또는 제거하는 데 사용되고 있다.

▲해충 관리 방법은 식량 규제, 식량 위상, 건강 규제 등에서 중요하다(사진=ⓒ123RF)

 

살충제를 통한 해충 관리

해충이 세계 농가 생산에 미치는 손해를 고려했을 때, 해충 관리의 중요성을 안다는 것은 매우 중요한 일이다. 그리고 해충을 관리해야 하는 데는 여러 가지 이유가 있다. 그중 하나는 설치류가 세계 식량 공급량의 20%가량을 먹고 있다는 것이다. 그리고 설치류는 진드기와 벼룩 같은 위험한 해충의 보균체이기도 하다.

사실, 해충 관리는 식량 규제, 식량 위생, 보건 규제 등에 매우 중요하다. 그리고 이를 위해 가장 일반적으로 사용하는 방법은 살충제다. 사실, 수많은 고대 문명에서도 작물을 해충과 벌레로부터 보호하기 위해 살충제를 사용했다. 예를 들어, 고대 중국인은 이와 해충을 제거하기 위해 비소와 수은 화합물을 사용했다. 그리고 고대 수메르인은 황을 사용해 작물을 곤충으로부터 보호했다.

그리고 유기인산 화합물이나 카바메이트계 농약, 유기염소 살충제, 피레드로이드, 술포닌 요소 제초제 등 화학적 살충제가 개발되기 시작했다. 하지만 이러한 살충제에 함유된 화학물질은 표적 외의 환경에도 영향을 미쳤다. 이 물질들은 물과 공기, 침전물, 심지어 사람이 먹는 식량에도 들어갔다.

즉, 이러한 제제를 잘못 사용하면 토양의 생물 다양성도 악화시킬 수 있다는 것이다. 식물이 자라기 위해서는 양질의 토양이 필요하지만 토양에 화학물질이 배어 들어가면 상황은 달라질 수 있다.

또한 식량 생산에 광범위하게 화학물질을 사용하고 있기 때문에 더 많은 사람이 살충제 잔여물에 노출되고 있다. 해충 관리 산업은 해를 갈수록 그 규모가 더욱 확대되고 있지만 이 문제를 적절하게 해결하지 않는 경우 상황은 더욱 악화될 수 있다. 사실, 미국은 현재 해충 구제 서비스로 연간 60억 달러(7조 1,400억 원)를 지출하고 있다.

비독성 해충 구제 방법 개발

수많은 화학물질이 들어있는 살충제로 해충을 제거할 수 있지만 우리가 살고 있는 환경이 안전해질 것이라는 점은 보장할 수 없다. 이에, 서섹스대학의 수학자인 콘스탄틴 블뤼스 박사는 유익한 곤충과 환경에 해를 미치지 않고 농작물 생산을 개선할 수 있는 무독성 해충 구제 방법을 개발했다. 블뤼스 박사의 연구를 통해 유기농 작물 생산을 강화하고 바이오 연료 생산도 유도할 수 있게 됐다.

이번에 개발된 방법은 다른 곤충과 동물에 해를 입히지 않고 특정한 미세 벌레만 죽일 수 있는 것이다. 블뤼스 박사는 한 인터뷰에서 “세계 인구가 필요한 식량이 늘고 있기 때문에 이번 연구가 더욱 의미가 있다”라고 말했다.

이번 개발 방법은 특히 유해한 선충류를 표적으로 한다. 선충류는 세계적으로 평균 1,300억 달러(154조 7,000억 원)에 상당하는 작물에 피해를 입히고 있기 때문이다. 새로 개발된 무독성 해충 제거 방법은 작물을 해로운 선충류로부터 보호할 수 있다.

블뤼스 박사 연구팀은 밀에 해를 입히는 해충을 정확하게 표적으로 삼을 수 있는 ‘RNA 간섭’(RNAi) 방법을 사용했다고 밝혔다. 블뤼스 박사는 “다른 유기체처럼 선충류도 생존과 번식을 위해 단백질이 필요하다. 하지만 RNA 간섭으로 선충류의 번식을 막을 수 있다”고 설명했다.

그리고 연구팀은 토양 박테리아에서 자연적으로 발생한 바이오 자극물질을 사용해 선충류의 유전자를 제어할 수 있는 방법도 개발했다. 이 바이오 자극물질은 작물에서 해충에 취약한 유전자도 제거할 수 있다.


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