연구분야
벼 – 벼 도열병 상호작용
1. 분비 단백질체 기능연구
최근 벼 와 도열병 genome sequence 해독은 식물-곰팡이 상호작용 연구의 좋은 모델이 되고 있다. 특히 벼-도열병 상호작용에 관한 기능을 이해 할 수 있는 proteome연구가 가능해 지고 있다. 지금까지 병원균 접종 후 저항성 및 이병성을 나타내는 전체 시료로부터 DNA Chip이나 proteome연구를 해오고 있다. 그러나 실제 저항성 및 이병성 반응이 일어나는 mictocosm조직에서 일어나는 상호작용은 기존의 대량조직시료에서는 미세한 변화를 측정하기가 거의 불가능 하다. 그러나 Apoplastic effector단백질을 특이적으로 추출하여 상호작용이 일어나는 조직 specific secretome 분석의 가능성을 열었으며 벼와 도열병원균의 일차적 반응이 동시에 이루어지는 반응산물인 apoplastic secretome분석과 기능연구는 도열병 침투기작 및 병원성 관련 유전자 및 단백질의 기능연구로 도열병의 방제를 위한 좋은 정보를 제공 할 뿐만 아니라 새로운 방제 target 발굴에도 크게 기대할 것이다.
2. 병원균 유래 단백질 elicitor 연구
식물병원성 곰팡이는 전체 식물 병의 70%를 차지하는 큰 피해를 주는 병원균 중의 하나이다. 식물 미생물 상호작용에서 Gene- for-gene 이론에 근거를 두고 병 저항성 반응을 설명하면 병원균이 식물에 병을 일으킬 수 있는 능력은 크게 병원성 (Pathogenicity) 과 virulence 으로 나눌 수 있는데 전자는 식물에 변화를 일으켜 병원균이 생존 가능한 상태로 만들 수 있는 능력으로 기주식물에는 실제로 병을 일으키고, 비기주식물에서는 과민성 반응 (HR)을 일으키며, 후자는 기주 내에서 병원균의 생장과 확산 및 기주 조직의 붕괴와 관련된 독소, 세포외효소, 호르몬, 세포외다당질, elicitor 등이 이에 포함된다. 그리고 독소 또는 elicitor 등 신호전달 물질로 작용하는 이러한 일련의 단백질들이 주로 기주내의 apoplast로 분비 (apoplastic secretome)된다 (그림 A). 특히 elicitor로 정의된 단백질은 apoplast 내에서 식물 plasma membrane에 존재하는 receptor와 결합하여 신호인식을 하면 세포질에서 ion flux 변화, ROS 축적, 유전자 발현 및 대사적 변화를 보이는 일련의 신호전달체계를 보인다. 그리고 innate immunity의 촉발인자로 작용하여 비 기주 식물에서 저항성 반응을 유도한다(그림B). 이러한 균으로부터 apoplast에서 분비된 elicitor는 병 저항성 또는 병원성의 결정에 아주 중요하게 작용하고 있어 본 실험실에사 병원균 유래 분비 elicitor 단백질들의 역할 및 관련 기주 식물체의 target 유전자/단백질을 찾기 위한 연구를 활발히 진행하고 있다.
