벼 도열병원균 독성 분비 메커니즘 규명
농생명과학대학 이용환 교수가 벼에 가장 큰 피해를 일으키는 병해충 가운데 하나인 도열병의 병원균이 강력한 병원성을 나타낼 수 있게 하는 독성 분비 메커니즘을 처음으로 밝혀냈다.
이용환 교수팀은 16일 벼 도열병 병원균이 병원성을 결정하는 인자인 이펙터(effector) 단백질과 효소들을 어떤 과정을 거쳐 세포 밖으로 분비하는지 밝혀냈다고 말했다.
벼 도열병은 세계적으로 발생하는 가장 중요한 식물병의 하나로 매년 6천만명분의 식량손실을 일으킨다.
도열병 방제에는 저항성 품종 육성과 화학 합성 농약 등이 주로 사용됐으나 곰팡이 병원균의 병원성이 쉽게 변하기 때문에 저항성 품종의 수명이 오래가지 못해 병 발생 메커니즘에 근거한 새로운 방제 기술이 요구돼 왔다.
이 교수는"식물과 식물병원성 곰팡이는 서로 공진화해 왔기 때문에 곰팡이 병원균은 식물의 방어체계를 무력화시킬 수 있는 병원성 단백질과 2차 대사 산물을 분비할 수 있다"며"이런 분비과정에 관한 연구는 아직 초기단계"라고 말했다.
연구진은 이 연구에서 곰팡이 병원균이 벼에서 병원성을 나타낼 수 있게 하는 인자인 이펙터 단백질과 효소들이 병원균 세포 밖으로 분비되려면 '소포체 샤페론(Endoplasmic reticulum chaperone)'이라는 단백질(LHS1)의 유전자 기능이 필요하다는 것을 밝혀냈다.
연구진이 유전자를 조작해 LHS1 유전자가 작동하지 않는 도열병 병원균을 만들어 벼를 감염시키자 이 병원균은 이펙터 단백질의 분비가 억제돼 병원성을 나타내지 못했으며 다른 분비 효소의 활성도 떨어지는 것으로 나타났다.
이 교수는"이 연구는 벼 도열병원균의 병원성 인자인 이펙터 단백질들이 분비되는 메커니즘을 밝혀 식물병원성 곰팡이의 새로운 병원성 메커니즘을 제시했다는 데 의미가 있다"며"식물병원성 곰팡이의 소포체 샤페론과 이펙터 제어를 통한 신개념 식물병 방제기법 개발에 기여할 것"이라고 말했다.
교육과학기술부 21세기 프런티어 작물유전체기능연구사업 지원으로 수행된 이 연구결과는 최근 식물학 분야 권위지 '플랜트 셀(Plant Cell)' 온라인판에 해설기사와 함께 게재됐다.
2009. 3. 16
서울대학교 홍보부