병원균 침입 막는 식물 유전자 발견

고려대 황병국 교수팀, 유전자‘ABR1’규명

병원균(Xcv)이 침입하였을 때 ABR1 유전자의 역할을 세포내에서 도식화한 그림

(아주경제 조현미 기자) 국내 연구진이 식물 내 병원균 침입을 막는데 중요한 역할을 하는 유전자를 발견했다.

고려대학교 황병국 교수 연구팀은 고추 종에서 발견한 식물호르몬 반응유전자 ‘ABR1(Abscisic acid responsive 1)’이 식물의 병원균 감염 방어반응에 핵심적 역할을 한다는 사실을 새롭게 확인했다고 10일 밝혔다.

황병국 교수팀은 지난 10년간 식물에 침입한 병원균의 생장과 증식을 억제하는 과민성 세포사멸 방어반응을 일으키는데 관여하는 유전자를 찾아내고자 집중적으로 연구했다.

과민성 세포사멸이란 병원균이 침입한 부위의 세포 주변이 스스로 괴사하는 현상으로 병원균의 증식 및 생장을 억제해 그 확산을 원천 봉쇄하려는 식물의 방어 기능이다.

황 교수팀은 ABR1 유전자 발현을 억제한 고추는 과민성 세포사멸이 감소하며 과발현한 고추는 동일한 세포사멸이 증가한다는 사실을 밝혀냈다.

분자세포 생물학적으로 연구한 결과 ABR1 유전자 내 염기서열 가운데 ‘GRAM’ 영역이 유전자의 세포핵 발현을 유도해 병원균 침입 시 급격히 세포를 사멸시킨다는 것을 입증했다.

이 유전자를 도입해 형질전환을 시킨 실험식물 애기장대에서도 동일한 저항성 반응을 확인했다. 이는 ABR1 유전자가 식물의 병원균 저항 과정에 매우 중요한 역할을 한다는 것을 보여주는 것이다.

황병국 교수는 “고추 식물의 면역반응을 활성화 시키는 ABR1의 역할이 세포생물학 수준에서 규명됐으며 병저항성 높은 형질전환(GM) 작물 개발에 필요한 핵심 유전자원을 확보하게 됐다”고 연구 의의를 밝혔다.

이번 연구는 교육과학기술부가 추진한 21세기프론티어연구개발사업의 작물유전체기능연구 사업단의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 식물연구 분야에서는 가장 권위 있는 미국 식물학회 공식 저널인 ‘식물학회보(Plant Cell)’ 온라인 판에 게재됐다.