바킬루스 투링기엔시스

1 개요

바킬루스 투링기엔시스는 간균과 간균속의 박테리아이다. 대표적인 그람 양성 박테리아이며 생물학적 살충제로 널리 쓰이고 있다. 줄여서 흔히 Bt라고 불리운다. 토양에 서식하며 포자 방출시 크리이 유전자로 델타-엔도톡신들을 수정 형태로 방출한다. 이 크라이 톡신은 나비과, 파리목, 딱정벌래목, 벌목 등등의 곤충에게 유효하지만 흙에서 서식하는 특성 덕분에 흙에 직접적으로 접촉하지 않는 곤충들에게는 효과가 없다. 크라이 톡신은 원래 용해가 안되는 물질이지만 곤충의 몸속에 들어가면 알칼리 소화 기관에서 변성되서 용해가 가능하게 바뀌며, 용해된 크라이 톡신은 곤충 몸속의 단백질 가수 분해 요소가 분해하게 된다. 수정 형태의 크라이 톡신이 분해되면 독이 방출되며, 방출된 독성 물질은 곤충의 소화 기관을 마비시키고 구멍을 형성한다. 그리고 결국 곤충은 음식 섭취를 중단하며 아사하게 된다.

수정 형태의 포자들.

이 내독소 단백질은 숙주특이성이 강하고 아미노산 유사성에 따라 구분된다. Crickmore 등이 1998년에 제안한 내독소 단백질(Cry) 분류체계를 소개하면 다음과 같다. 예를 들어 Cry 1 A c 2 로 분류된 내독소 단백질의 경우 맨 먼저 나오는 1과 같은 숫자는 아미노산 상동성이 45%이하를 나타낸다. 즉 Cry 1 과 Cry 2 는 아미노산이 상동성이 45% 이하로 많이 다르다는 것을 의미한다. 영어 대문자는 아미노산이 45~78%가 같을 때, 다음에 나오는 영어 소문자는 78~95%가 같을 때, 마지막의 숫자는 95% 이상 같을 때로 분류된다. 주로 Cry 1은 나비목에, Cry 2는 나비목과 파리목에, Cry 3는 딱정벌레목에, Cry 4는 파리목에, Cry 5는 선충에 살충효과가 있다고 잘 알려져 있다. 지금까지 172개의 Cry 단백질이 알려져 있으며 Cry 1 ~ Cry 51까지 분류되어졌다고 한다. 따라서 Bt의 살충성 Cry 단백질을 이용하고자 할 때는 목적하는 해충에 대해 살충활성이 가장 좋은 단백질을 찾아 선택하는 것이 중요할 것이다.

Bt는 숙주특이성이 강해 포유류를 비롯한 다른 생물에는 독성이 거의 없고 효과가 매우 좋고 빠르다 (6시간 이내)는 장점을 가지고 있다. 그러나 특정 해충에만 활성이 있기 때문에 한 종류의 Bt로는 방제범위가 좁다. 내성발달이 느린편이긴 하지만 최근에는 야외에서 Bt에 저항성을 보이는 해충 (예, 배추좀나방 등)이 발생하고 있다는 보고가 있고 다른 해충에서도 Bt 저항성 해충 집단이 발달될 수 있다는 단점이 있다.

1920년도부터 살충제로 쓰이던 역사 깊은 박테리아이며, 위에서도 언급했듯이 화학적 살충제가 아니라 생물학적 살충제인 덕분에 내성 발달이 느리다는 장점이 있다. 인간에게 오는 해도 다른 화학물질에 비해 훨씬 적은편이며, 다른 동물이나 익충에게 가는 해도 적거나 없어서 대중적인 친환경 살충제로 쓰이고 있다. GMO중에서는 Bt의 유전자를 삼입하여 만든 것들도 있으며, Bt옥수수같은 경우에는 아프리카에서 널리 쓰이고 있다.

위는 일반 땅콩, 밑은 Bt유전자가 첨가된 땅콩이다.

2 기타

Bt유전자가 첨가된 GMO들은 벌이나 나비같은 벌레들한테도 해롭게 작용한다. 2007년에 생긴 벌들의 떼죽음도 Bt유전자가 첨가된 식물들 때문이라는 보고가 있을 정도.

시중에서 팔리는 경우에는 액체 형태로 팔리며, 버섯파리등 흙에서 서식하는 벌레들에게 특히 효과적이다. 충분한 영양분만 있으면 흙에서 계속 서식할수 있으며 덕분에 대규모 농업지거나 농작물들의 상태가 너무 심각하지 않은 이상 여러번 뿌릴 필요가 없다.