병원균 감지하면 주변 세포벽 강화 … 확산 막는 신호과정 밝혀
고려대학교 연구진이 식물이 병원균에 감염됐을 때 감염 부위 주변에 ‘방어벽’을 만들어 병원균 확산을 막는 원리를 밝혀냈다.
고려대 생명과학부 김옥매 교수 연구팀은 식물이 병원균의 침입을 감지한 뒤 세포벽을 단단하게 만드는 물질인 리그닌을 감염 부위 주변에 쌓는 신호 과정을 규명했다고 8일 밝혔다.
식물은 동물처럼 감염 부위에서 벗어날 수 없다. 대신 병원균이 침입하면 감염된 세포 주변을 단단하게 만들어 병원균이 다른 조직으로 퍼지는 것을 막는다.
이때 방어벽 역할을 하는 것이 리그닌이다. 리그닌은 식물 세포벽을 단단하게 만드는 성분으로, 감염 부위 둘레에 쌓이면 병원균과 세포 손상이 주변으로 번지는 것을 줄이는 역할을 한다.
하지만 식물이 병원균을 감지한 뒤 어떤 과정을 거쳐 이 방어벽을 만드는지는 명확히 밝혀지지 않았다.
연구팀은 병원균이 침입하면 세포 표면의 감지 단백질이 이를 알아채고, 세포 안으로 신호를 전달해 리그닌 생성이 시작되는 과정을 확인했다. 이를 통해 병원균 감지부터 방어벽 형성까지 이어지는 신호체계를 규명했다.
특히 이 신호체계는 원래 식물 뿌리가 자랄 때 내부와 외부를 구분하는 경계층을 만드는 데 관여하는 것으로 알려져 있었다. 연구팀은 같은 체계가 잎에서는 병원균을 막는 면역 반응에도 활용된다는 점을 확인했다.
김 교수는 “뿌리의 장벽 형성에 쓰이는 신호체계가 잎에서는 병원균 방어에 활용된다는 점을 확인했다”며 “식물의 병 저항성을 높이는 연구에 기초자료가 될 수 있을 것”이라고 말했다.
연구 결과는 국제학술지 ‘Nature Plants’ 온라인판에 지난달 29일 게재됐다.
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