건국대학교 KU융합과학기술원 윤대진 교수팀(의생명공학과)이 병원균의 공격을 받은 식물의 생체방어 기작을 분자 수준에서 최초 규명했다.

이번 연구 성과는 생명과학 분야의 권위 있는 학술지인 PNAS(Proceedings of National Academy of Science USA) 11월 16일 온라인판에 게재됐다.

식물의 병 저항성에 관한 연구는 식량 생산과 직결되기 때문에 인류 생존의 측면에서 중요한 연구 주제이다. 또 생산성 향상을 위한 과대한 농약 사용이 많은 환경오염을 유발했고, 이를 해결하기 위해 식물 스스로 병원균에 견딜 수 있는 병 저항성 식물개발을 위한 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다.

윤 교수팀은 다년간에 걸쳐 식물이 어떻게 병원균을 인식하고 방어하는지에 대한 연구를 수행해 병 저항성에 이상을 보이는 돌연변이 식물체로부터 HOS15라고 명명된 유전자를 확보했고, 그 기능에 대한 해석을 통해 식물이 병원균에 견디는 과정을 규명했다.

병원균이 식물을 공격하게 되면 식물은 이를 인식하고 생체방어시스템을 작동해 생체방어에 관여하는 PR 단백질(Pathogenesis-Related protein)들을 대량발현하게 된다. 이러한 PR 단백질의 발현과정에는 NPR1(Nonexpressor of Pathogenesis-Related gene 1)이라고 하는 전사조절인자가 중요한 역할을 하게 된다.

윤 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 HOS15가 NPR1과 결합해 NPR1의 생성과 소멸을 조절함으로써 식물이 적절한 시기에 PR단백질을 만들어 병원균에 대응하고 병 저항성을 갖게 한다는 새로운 사실을 규명했다.

윤대진 교수는 "이번 연구는 식물생체방어에 중요한 역할을 하는 단백질의 발현조절기작을 분자수준에 규명한 것으로서 앞으로의 연구를 통해 병 저항성 식물체를 개발하게 되면 식물 생산성 향상뿐만이 아니라 농약사용을 감소시켜 환경문제 해결에 크게 공헌할 수 있을 것"이라고 말했다.

이 연구 성과는 한국연구재단 글로벌연구실(Global Research Lab) 사업의 지원으로 수행됐으며 윤대진 교수 연구실의 신명철 박사(현 미국오하이대학교 박사후연구원)가 제1 저자로, 윤대진 교수가 교신저자로 게재됐다.