[한국기술뉴스] 중앙대학교 생명과학과 김성기 교수 연구팀이 식물호르몬인 브라시노스테로이드(Brassinosteroid)와 살리실산(Salicylic Acid)의 시너지 효과에 따른 식물 면역 반응의 조절기작을 규명하는 데 성공했다. 

병원균이 식물체에 침입하면 식물은 식물호르몬인 살리실산(Salicylic Acid, SA)의 합성을 촉진해 병원균에 대항하기 위한 다양한 유전자 발현을 유도한다. 이 때 SA 수용체인 NPR1이 TGA 계열의 전사인자를 활성화해 면역 반응이 이뤄지는 것으로 알려져 있지만, SA에 의한 면역 반응이 세포 내 다른 신호전달경로에 의해 조절될 수 있는지는 잘 알려지지 않았다.

연구팀은 또 다른 식물호르몬 브라시노스테로이드(Brassinosteroid, BR)의 신호전달경로가 SA의 면역반응을 활성화하는 데 중요한 역할을 하고 있음을 발견했고, 이에 따른 조절기작을 제시했다. 

연구팀에 따르면, 병원균의 침입이 없을 때에는 BR의 신호 전달 인자인 BIN2라는 단백질이 TGA 계열 전사인자 중 하나인 TGA4의 분해를 유도해 면역반응을 저해한다. 이와 반대로 병원균에 감염됐을 때에는 식물체 내 BR 함량이 늘어나 BIN2가 억제됨으로써 TGA4가 안정화돼 SA에 의해 유도되는 면역 반응이 증폭된다. 

이번 연구는 SA에 의해 매개되는 식물의 면역반응 조절경로를 보다 구체적으로 규명했다는 점에서 의미가 크다. 또한, 식물 생장을 촉진하는 BR이 면역반응을 억제한다는 일반적인 개념과 달리 BR이 SA와의 시너지 효과를 통해 면역 반응을 증진할 수도 있다는 새로운 개념도 제시했다. 

이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업, 교육부의 4단계 BK21(Brain Korea 21) 사업으로부터 연구비를 지원받아 이뤄졌다. 우리 대학 생명과학과 김성기 교수와 노지희 박사, 윤지희 박사 연구팀과 한양대 김태욱 교수가 공동 연구를 수행했다. 

보다 상세한 연구 내용은 피인용 지수(Impact Factor) 21.949를 기록한 식물학 분야 최상위 학술지 Molecular Plant 6월호에 게재된 ‘Brassinosteroids enhance salicylic acid-mediated immune responses by inhibiting BIN2 phosphorylation of clade I TGA transcription factors in Arabidopsis’ 논문을 통해 확인 가능하다.