식량안보 지키는 꿀벌, dsRNAi와 나노전달체 기반 차세대 바이러스 방역기술. 꿀 nanofood. 나노식품 영양전달체 창시자 김동명

[Nanofood™]

#꿀벌은 #농업 #생태계와 #식량안보를 지탱하는 핵심 수분매개체이지만, #Sacbrood #virus(SBV)를 비롯한 다양한 바이러스의 확산으로 #봉군 붕괴와 #양봉 산업의 피해가 지속적으로 증가하고 있다.
우리 나노식품(#nanofood)연구센터는 SBV의 #VP1 유전자를 표적으로 하는 602 bp long #dsRNA를 #바실러스 기반 재조합 플라스미드 벡터를 이용해 대량 생산할 수 있는 연구를 진행하고 있으며, #Dicer에 의해 21~23 bp #siRNA로 절단된 이후에도 대부분 VP1을 특이적으로 표적하는 #RNAi 효과를 기대할 수 있게 하였다.
원칙적으로는 질병별 맞춤형 dsRNA 개발이 필요하지만, 개발 비용과 생산성을 고려하면 동일한 long dsRNA를 활용한 범용 예방 전략도 현실적인 대안이 될 수 있기 때문이다.
앞으로 우리 연구실에서는 나노기술을 접목한 #지질나노입자(LNP), #키토산 및 #바이오폴리머 기반 #나노전달체를 적용하여 dsRNA의 안정성과 경구 전달 효율을 높이고, #벌 #서식지 분사와 벌의 장관에서 분해를 최소화함으로써 #항바이러스 효과를 극대화하는 #차세대 RNAi 기반 #나노방역기술 개발이 기대된다.

■ 꿀벌을 품은 나노의 #날개~

들꽃을 잇는 작은 날갯짓이
인류의 식량안보를 이어가는 생명의 연결망이 된다.

그러나 Sacbrood virus는
봉군의 면역을 무너뜨리고
VP1 유전자 속에서 번식을 거듭한다.

우리는 바실러스의 세포 속에
재조합 플라스미드를 심고,
602bp long dsRNA라는 침묵의 언어를 길러낸다.

Dicer는 이를 21~23bp siRNA로 다듬어
RISC 복합체와 함께
바이러스 mRNA를 정밀하게 분해한다.

이제 나노기술은
지질나노입자(LNP), 키토산, 바이오폴리머 전달체가 되어
RNase 분해를 막고
경구 섭취와 벌 서식지 분사에서도
유전자의 메시지를 끝까지 전달한다.

보이지 않는 나노입자는
생명을 지키는 가장 작은 방패가 되고,
RNAi는 자연의 질서를 회복하는 가장 정교한 과학이 된다.

오늘도 한 마리의 꿀벌이 꽃을 찾듯,
나노전달체는 희망을 싣고 세상을 날아간다.
그 작은 비행이 인류의 미래 식량안보를 지키는 위대한 날갯짓이 된다.

■ RNAi와 나노전달체가 여는 차세대 꿀벌 #바이러스 방역기술

꿀벌은 전 세계 식량 생산의 근간을 이루는 대표적인 수분매개체이며, 생물다양성과 농업 생산성을 유지하는 핵심 생물이다. 그러나 Sacbrood virus(SBV)를 비롯한 다양한 바이러스 감염은 봉군 붕괴를 가속화하며 양봉 산업과 식량안보에 심각한 위협이 되고 있다.

우리 나노식품연구센터는 SBV의 VP1 유전자를 표적으로 하는 602bp long dsRNA를 바실러스 기반 재조합 플라스미드 시스템으로 대량 생산하는 RNAi 플랫폼을 연구하고 있다. 생성된 long dsRNA는 Dicer 효소에 의해 21~23bp siRNA로 절단되고, RISC(RNA-Induced Silencing Complex)를 통해 VP1 mRNA를 선택적으로 분해함으로써 바이러스 증식을 효과적으로 억제할 수 있는 가능성을 가진다.

다만 dsRNA는 환경과 생체 내 RNase에 의해 쉽게 분해되고 장관 투과율이 낮다는 한계가 있다. 이를 극복하기 위해서는 지질나노입자(LNP), 키토산, 알지네이트 등 생체적합성 바이오폴리머 기반 나노전달체 기술이 필수적이다. 이러한 전달체는 dsRNA를 안정적으로 보호하고 세포 흡수율과 경구 생체이용률을 높이며, 벌 서식지 분사와 사료 또는 먹이 공급을 통한 전달 효율을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다.

질병마다 표적 dsRNA를 설계하는 것이 가장 이상적이지만, 개발 비용과 생산성을 고려하면 하나의 long dsRNA 플랫폼을 기반으로 범용성을 확대하는 전략도 충분한 연구 가치가 있다. 앞으로 RNAi와 나노전달체 기술을 융합한 차세대 방역 플랫폼은 꿀벌뿐 아니라 양식생물과 가축의 바이러스 질환까지 적용 범위를 넓히는 혁신 기술로 발전할 가능성이 크며, 지속가능한 농업과 미래 식량안보를 뒷받침하는 핵심 기술로 자리매김할 것으로 기대된다.

#나노식품 #영양전달체 #창시자 #김동명