곤충 주먹은 곤충 주걱 형성 곤충에 의해 식물에 만들어지는 특수한 구조로 음식과 거주지를 겸하고 있다. 잎에 생기는 것, 줄기에 생기는 것, 긴 선모가 자라는 것, 선모가 거의 없는 것 등, 다양한 형태의 것이 있다.
곤충 주먹은 식물에 본래 만들어지는 기관과는 다른 형태이기 때문에 곤충이 식물의 기관 형성 시스템을 도용하여 자신에게 편리한 구조를 만들고 있다고 생각된다. 이 형성 시스템을 조사하기 위해 교토 부립 대학, 국립 유전학 연구소, 교토 산업 대학 등의 공동 연구 그룹은 쑥을 호스트 식물로 벌레 주먹의 형태와 발현 유전자의 해석을 실시했다.
우선, 곤충 주먹의 내부 구조를 관찰한 결과, 어느 형태의 곤충 주먹도 안에 공동이 있고, 그 안에서 유충이 자랐다. 곤충 주머니 안에는 새로운 혈관 다발 형성이 보였기 때문에 호스트 식물에서 곤충 주먹으로 영양분의 공급이 있다는 것이 시사되었다.
다음으로, 각 곤충 주먹의 발현 유전자의 해석을 실시한 결과, 모든 곤충 주걱에서 꽃이나 과실의 발생에 관여하는 유전자, 번역 관련 유전자, 비생물 스트레스 반응 유전자의 상승이 보였다. 잎 벌레 주먹에서는 광합성 관련 유전자가 억제되어 세포벽 합성 관련 유전자가 활성화되었다. 줄기 벌레 주먹에서는 세포벽 관련 유전자가 억제되었다. 이러한 결과는 정상적인 식물이 잎에서 햇볕과 같은 환경 변화를 느낀 후에 잎을 만드는 단계에서 꽃을 만드는 단계로 전환하는 반면, 곤충 주먹에서는 잎에 꽃과 과일을 만드는 유전자가 갑자기 켜져 있다고 말할 수 있다고 한다. 즉, 벌레 주먹에서는, 원래의 호스트 식물의 광합성 기관(소스 기관)으로부터, 꽃이나 열매와 같은 축적 기관(싱크 기관)으로의 운명 전환이 다이나믹하게 일어나고 있는 것을 시사한다.
장래에는 이 구조를 밝히고 응용함으로써 농작물의 잎 위에 직접 과실을 만들기 위해 식물 기관을 자유자재로 만드는 기술의 개발로 이어질 것으로 기대된다.
