식물 감염부위 주변 사멸세포 구역만들어 감염확산 막아
【미국·뉴헤븐】 식물은 바이러스로부터 몸을 보호하기 위해 감염부위 주변에 사멸세포 구역을 만들어 감염의 확산을 막는 것으로 나타났다.
예일대학 분자·세포·발생생물학 사비스 람마 디네쉬 쿠마르(Savithramma Dinesh-Kumar) 교수는 식물에서 나타나는 주요 면역반응인 프로그램 세포사(PCD)를 조절하는 유전자를 발견, Cell(2005;121:567-577)에 발표했다.
[그림설명]바이러스 침입 구역(보라색) 주변에 사멸세포(갈색)이 보호 구역을 형성하여 바이러스의 확산을 막고 있다 [제공:Nicole Rager Fuller, NSF]
생존촉진유전자 불활성화
디네쉬 쿠마르 교수는 식물이 세포자살인 PCD 과정의 스위치를 켠 후 어떻게 하여 죽음을 피하는지를 발견했다.
교수는 먼저 식물유전자의 사일런싱(불활성화) 기술을 개발했다. 이 기술은 현재 일부 연구팀이 이용하고 있다. 교수는 담배를 모델로 하여 식물과 바이러스의 상호작용을 연구하고 있다.
교수는 PCD응답에서 중요한 ‘생존촉진’유전자인 BECLIN-1을 발견하여 불활성화시켰다.
이 유전자가 활성되면 사멸하는 소수의 세포에만 감염되어 갈색 병변이 불연속적으로 잎에 형성된다.
하지만 이 유전자가 불활성화되면 식물은 이미 PCD 조절기능을 잃어 잎과 식물 전체의 세포가 죽게 된다.
PCD는 동물과 식물의 각종 세포종에서 나타난다.
면역계기능, 임신, 결함세포의 배제 등 여러 생물학적 과정에서 중요한 부분을 차지하고 있어 PCD에 장애가 발생할 경우 암, 알츠하이머병, 에이즈 등의 파괴적인 질환에 걸릴 우려가 있다.
미국립종합의과학연구소(NIGMS) 유전학·발생생물학 부문 제임스 앤더슨(James Anderson)씨는 “이 연구는 식물이 감염세포의 파괴를 조절한다는 점을 통해 미생물의 공격을 방어하는 방법에 대한 많은 정보를 제공해준다.
모델 생물을 대상으로 한 다른 연구처럼 이러한 발견은 포유류에서 발생하는 동일한 과정을 해명하는 것으로 결국에는 사람에도 응용할 수 있을 것”이라고 설명한다.