ApresLabs, SpectraMax 리더기를 이용해 살충제 내성에 대한 연구 혁신

도전

살충제에 대한 내성은 농업에서 지속 가능한 방식으로 해충을 방제하는 데 중대한 장애물이 됩니다. 이 문제를 알게 된 Graham Moores 박사는 농업 바이오테크 회사들이 제품의 판매 수명을 극대화하도록 도울 목적으로 2012년에 영국에 ApresLabs Ltd를 창립했습니다. Moores 박사는 40년 이상 살충제 내성의 생화학적 근거를 조사했으며 그 주제에 대한 대표적인 권위자가 되었습니다. 그는 이 분야에 종사하는 몇 안 되는 생화학자 중 한 명으로서, 빈번하게 국제 및 국내 행사 프레젠테이션, 유명 학회지 기고 및 TV와 라디오 출연을 해 왔습니다.

당사는 Moores 박사에게 그의 연구와 그것이 농업에 미친 영향에 대해 자세히 설명해 줄 것을 요청했습니다…

“대체 전략을 개발하기 위한 이니셔티브가 지속되고 있지만, 다년간에 걸친 농업 해충 박제의 주된 방법으로 합성 살충제가 유지될 것이라는 점은 거의 확실합니다.

하지만 환경 파괴, 꽃가루 매개자 중독 및 살충제 내성 등 장기간 또는 과도하게 살충제를 사용한 결과로 발생하는 부정적인 문제에 대한 인식도 높아지고 있습니다. 또한 기존 화학물질의 철수와 신종 살충 분자 발굴 속도의 저하로 인해, 경우에 따라 해충 관리에 있어 어려움이 발생하고 있습니다.

살충제의 효력증강제는 곤충의 대사 방어를 억제하여, 내성을 극복하고 해충 박제에 살충제를 사용하는 비율을 잠재적으로 낮출 수 있습니다. 효력증강제는 아직 현장 농업에 대규모로 사용되고 있지는 않지만 유사 합성 효력증강제(피페로닐 부톡시드)는 집파리 박제에 사용되는 제품 등 공중 보건 제품에 널리 사용되고 있습니다.

효력증강제 사용의 생태학적 이점을 극대화하기 위해서는 해당 제품이 해충의 두 가지 주요 metabolic enzyme 시스템(P450 및 에스테라제)을 극복하고 꽃가루 매개자 및 환경 모두에 친화적이 되어야 한다는 면에서 최소한 피페로닐 부톡시드만큼 효과적이어야 합니다.

그러한 효력증강제를 식별하기 위해, ApresLabs 팀은 High-throughput 마이크로 역가 플레이트 기반 시스템에서, 추정되는 억제제의 존재/부재 시 P450과 에스테라제의 Enzyme 활성을 측정할 수 있어야만 했습니다.

솔루션

Moores 박사는 40년 이상 Molecular Devices의 Microplate Reader를 사용해 왔기 때문에, ApresLabs를 설치할 때 잘 알고 신뢰할 수 있는 시스템을 원했습니다. 이 팀은 살충제 효력증강제의 잠재적 후보물질을 식별하기 위한 High-throughput 시스템을 만들기 위해 형광(Fluorescence) 측정용 SpectraMax Gemini EM Microplate Reader 등 당사의 여러 가지 Microplate Reader를 사용하고 있습니다.

Gemini XPS / EM
Microplate Reader

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사용 중인 기구

SpectraMax Gemini EM Microplate Reader를 사용하면 형광의 세기가 가장 높은 assay를 위한 최적의 Excitation 및 Emission 설정을 파악할 수 있는 유연한 환경을 제공합니다. Dual monochromator 분광형광계 시스템이기 때문에 연구원들은 추가 필터 세트를 구매할 필요 없이 새로운 신종 염료를 사용해 볼 수 있습니다.

다른 스프레드시트 소프트웨어로 내보내지 않는 편리한 데이터 분석 기능을 제공하는 SoftMax Pro 마이크로플레이트 데이터 획득 및 분석 소프트웨어는 모든 Gemini EM 리더기에 포함되어 있습니다. 소프트웨어 검증, IQ/OQ/PQ 및 FDA 21 CFR Part 11 Compliance 도구 역시 이용 가능합니다.

이 설정의 견적 요청

결과

ApresLabs 팀은 살충제 내성이 있는 것으로 알려진 녹색 복숭아 진딧물 Myzus Persicae의 metabolic enzyme인 FE4 및 CYP6CY3과 다양한 피페로닐 부톡시드 유사체의 상호작용에 대해 연구했습니다. 구조 활성 상관관계(SAR) 분석을 수행했으며, 억제 효능이 높은 여러 개의 후보 효력증강제가 식별되었습니다. 이러한 것들이 현재 특허 출원의 중점 사항입니다.

Moores 박사는 “저는 Rothamsted Research의 생화학 실험실 때부터 Molecular Devices 운동 Plate Reader를 사용해 왔고, 1980년대 후반에 SpectraMax VersaMax를 확보했습니다(국내 최초 사례 중 하나라 보고 있음). 제품의 다재다능한 성능이 마음에 들고 통합된 SoftMax Pro Software는 단연 최고라고 생각합니다.”라고 말합니다.

자세한 정보

피페로닐 부톡시드 및 유사체와 녹색 복숭아 진딧물 Myzus Persicae(반시류: 진디과)의 metabolic enzyme인 FE4 및 CYP6CY3의 상호관계.
Panini 외. Pest Man Sci 73(2) 371~379 (2016)

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