상처 입은 식물, 위험 신호 울려 스스로 보호한다 [지금은 과학]

IBS 연구팀, 식물 위험 경보 울리는 감지체 규명 [아이뉴스24 정종오 기자] 상처입은 식물은 위험 신호를 인식하는 감지 수용체를 통해 방어막을 스스로 구축한다. 상처에 대한 저항성을 높인다. 세포벽이 손상됐을 때 어떤 물질이 실제 위험 신호로 작용하고 어떤 수용체가 이를 감지하는지는 명확히 밝혀지진 않았다.기초과학연구원(IBS, 원장 장석복) 유전체 교정 연구단(단장 구본경) 식물연구팀은 세포벽을 이루는 당 분자조각과 식물 수용체 사이 상호작용을 대규모로 분석하는 고속 스크리닝 기술을 구축했다.세포벽이 손상되면 RG-I 올리고당 조각이 방출된다. 세포막에 존재하는 ARM 수용체군은 이 RG-I 유래 올리고당을 위험 신호로 인식해 결합한다. 이 결합은 세포 내 면역신호 전달 경로를 활성화한다. [사진=IBS]람노갈락투로난-I(RG-I, 식물 세포벽을 이루는 펙틴의 주요 구성 성분 중 하나인 다당류)를 위험 신호로 인식하는 감지 수용체 6종을 발견했다. 연구팀은 RG-I가 식물 면역반응을 활성화하고 병원균에 대한 저항성을 높인다는 사실도 함께 규명했다.식물의 세포벽은 외부 병원균의 침입을 막는 첫 번째 방어막이다. 병원균이 세포벽을 분해하면 다양한 당 분자 조각이 생성된다. 이 가운데 일부는 식물 스스로에게 '공격받고 있다'는 위험 신호로 작용해 면역반응을 유도한다.지금까지 이러한 신호와 감지 수용체 일부만 알려져 있었다. 세포벽을 구성하는 수많은 당 분자조각과 수백 개의 후보 수용체를 하나씩 검증해야 하는 한계 때문에 새로운 위험 신호를 찾기가 어려웠다.IBS 연구팀은 식물 수용체 단백질 357종과 세포벽 당 분자 조각 122종을 한 번에 분석할 수 있는 고속 스크리닝 플랫폼을 구축했다. 두 종류의 분석 집합체를 교차 반응시켜 총 4만3554개의 상호작용을 분석한 결과, RG-I와 선택적으로 결합하는 새로운 감지 수용체 6종을 발견했다. 이 수용체 그룹을 ARM(Awareness of RG-I Maintenances)이라 이름 붙였다.연구팀은 식물에 RG-I를 투여해 면역반응을 분석했다. 그 결과 면역 신호 전달 경로가 활성화되고 방어 유전자들의 발현이 많이 증가하는 것을 확인했다. RG-I는 기존에 알려진 일부 면역 신호와 다른 반응 양상을 보였다.식물이 위험 신호의 종류에 따라 서로 다른 면역 신호 전달 체계를 작동시킬 가능성도 제시했다. 병원균 감염 전에 RG-I를 투여한 식물의 경우, 병원성 세균에 더...