놀라운 소식: 벨기에 과학자들이 수컷 꿀벌( Apis mellifera ) 인 수컷 꿀벌의 정자를 냉동보존하는 간단한 방법을 개발했습니다 .

리에주 대학의 FreezeBEE 프로젝트의 일환으로 연구원들은 정자를 녹여 인공 수정에 성공했습니다. 그 결과 신선한 정자로 수정한 벌과 동등한 생존력을 가진 암컷 무리가 탄생했습니다.

기존의 보존 방법과 달리 이 방법은 성공을 위해 항생제가 필요하지 않아 양봉과 꿀벌 보호에 새로운 기회를 열었습니다.

꿀벌에 대해 이야기해 봅시다

"꿀벌은 생태계와 농업에서 중요한 역할을 합니다." 리에주 대학의 연구 주저자인 소피 이집티엔이 설명합니다.

전 세계 작물 생산의 약 35%가  벌에 의존합니다 . 하지만 벌은 서식지 상실, 기후 변화, 살충제, 비료, 유럽 꿀벌을 표적으로 삼는 기생성 진드기 Varroa destructor와 같은 질병을 포함한 수많은 위협에 직면해 있습니다.

Egyptien은 "드론 정액과 같은 유전 물질의 보존은 생물다양성을 보존하고 육종 프로그램을 지원하는 핵심 전략"이라고 말합니다.

출처: 게티 이미지.

날아가다

연구자들이 수십 년 동안 꿀벌 정자를 보관하는 방법을 실험해 왔다는 사실에 놀라실지도 모릅니다.

²⁰ 세기 초에  꿀벌을 위한 인공 수정 기술이 개발되었고, 그 이후로 전 세계의 번식 및 연구 프로그램에 필수적이 되었습니다. 드론 정자를 저장하는 방법을 찾는 것이 필요한 다음 단계였습니다.

(연구자들이 벌에서 이 유전 물질을 정확히 어떻게 수집하는지 궁금하세요?  미국 농무부의 곤충학자 브래드 홉킨스에 ​​따르면  , "그냥 쥐어짜면 물질이 튀어나옵니다." 불행히도, 수컷은 성공적인 짝짓기 후에 죽는다고 그는 덧붙입니다.)

1960년 미국의 곤충학자들은  Science  에  68일 동안 동결점 이상의 온도에서 보관된 정자를 꿀벌 알에 성공적으로 수정했다고 보고했습니다  . 1980년대에는 드론 정자를 동결하는 여러 프로토콜이 개발되었지만, 종종 복잡했고 미생물 오염을 제어하기 위해 항생제를 사용해야 했습니다. 그 결과도 항상 재현 가능한 것은 아니었습니다.

1980년대에 출판된 꿀벌 정자의 냉동보존에 대한 마지막 논문 중 하나는   이 방법이 더 이상 연구할 만큼 좋은 결과를 내지 못한다는 것을 지적했고, 연구자들은 정자를 실온에서 보관하는 전통적인 방법으로 돌아갔으며, 정자는 약 2주 동안 생존할 수 있었습니다.

2000년대에 연구자들은 다시  극저온 동결에 관심을 돌렸습니다  . 이 방법은 소와 같은 다른 동물의 정자를 보존하는 데 성공한 것으로 입증되었지만, 드론 정자는 포유류 정자와 다르기 때문에 이 방법을 개선해야 했습니다.

냉동보관소의 화제

지금까지 드론 정액의 모든 냉동보존 방법에는 항균제가 사용되었습니다.

리에주 대학의 스테판 들뢰즈는 "항생제가 없는 조리법이 실행 가능한 옵션이 될 수 있는지 알아보고 싶었습니다."라고 말합니다. "또한, 우리는 이상적으로는 양봉가에게 기술을 제공하고 연구 목적으로만 제공하지 않기를 바라기 때문에 단일 단계 절차를 테스트하고 싶었습니다."

정액 샘플을 채취하여 생존 가능성을 확인하기 위해 분석한 후, 델뢰즈와 동료들은 일부를  냉동 보호제가 포함된 배지에 희석했습니다 . 세포가 동결되고 해동되면 형성되는 얼음 결정이 세포 구조를 손상시킬 수 있지만 냉동 보호제는 얼음 형성을 줄여 세포 구조를 보호하는 데 도움이 될 수 있습니다.

그런 다음 팀은 희석액을 천천히 동결시켰습니다. 그 사이에 그들은 여전히 ​​신선한 정자의 나머지를 사용하여 13마리의 여왕벌에게 즉시 수정을 시켜 대조군을 만들었습니다. 이를 위해 여왕벌은 5분 동안 CO 2 로 마취를 시키고  특수 주사기로 수정했습니다.

다음날, 얼린 정액을 해동하여 다시 생존 가능성을 확인했습니다. 그런 다음 16마리의 여왕을 수정하는 데 사용했습니다.

"냉동 중 정자 생존력이 37% 감소했음에도 불구하고, 이 냉동 정자로 수정한 8마리의 여왕 중 5마리가 암컷 새끼를 낳았습니다."라고 들뢰즈는 말합니다. "이러한 결과는 우리 연구에서 신선한 정자로 얻은 결과와 비슷합니다."

시간과 공간을 넘나드는 번식

이는 암컷 새끼 생산에 효과적인 것으로 입증된, 항생제를 사용하지 않는 최초의 정자 보존 방법입니다.

이는 양봉가들이 현지에 적응하거나 심지어 질병에 저항력이 있는 꿀벌 혈통의 정자를 동결할 수 있으므로 양봉에 큰 도움이 될 수 있습니다.

새로운 프로토콜은 또한 살아있는 벌을 다른 군집에 수정하기 위해 운반할 필요가 없으므로 병원균의 확산을 줄일 수 있음을 의미합니다. 또한 번식 프로그램이 더 큰 유전적 다양성에 접근할 수 있게 합니다.

하지만 이 분야는 아직 말이나 소와 같은 다른 동물을 번식하는 데 일반화된 꿀벌 '정자 은행'을 개발하는 단계에 이르지 못했습니다.

"드론 정액을 동결하는 것은 여전히 ​​연구에 매우 제한적입니다."라고 델뢰즈는 말합니다. "최근 독일에서 냉동은행이 시작되었지만, 우리가 아는 한 이 은행은 주로 특정 벌 계통을 은행하는 것을 목표로 합니다. 예를 들어 일부 질병에 내성이 있는 벌입니다."