식물체는 병원균들의 침입으로부터 자신을 방어하기 위해서 능동적인 방어기작들을 진화시켜왔다. 그 중 제일 중요한 반응은 과민성 반응을 동반한 병 저항성반응이다. 과민성 반응의 결과로 중요한 신호전달물질의 방출과 다양한 PR gene의 합성을 활성화 한 후 그 결과 전신유도저항성을 유도한다. 본 논문은 애기장대의 병 저항성 방어체계의 기능을 확인하고자 한다.
<h1>서 론</h1><p>주변 환경에 존재하는 다양한 세균, 바이러스, 균류 등에 의한 병원균들의 침입으로부터 자신을 방어하기 위해서 식물체는 병원균의 침입을 인식하고 신속한 병 저항성 반응을 활성화하는 능동적인 방어기작들을 진화시켜 왔다. 그 중에서 가장 강력한 병 저항성 반응은 Flor의 유전자 대 유전자 (gene-for-gene) 가설로 설명되는 병원균 유래의 비병원성(avr) 인자와 기주 식물체 내의 저항성 (R) 유전자들 간의 상호 작용에 의한 과민성 반응 (hypersensitive response)을 동반하는 병 저항성 반응이다. 과민성 반응은 중요한 신호전달물질인 reactive oxygen species (ROS)의 생성, salicylicacid (SA) 생합성의 증가, 세포벽의 강화, nitric oxide (\(\mathrm{NO}\))의 방출과 함께 다양한 pathogenesis-related (PR) gene의 합성을 활성화한다. 그 결과로, 감염부위는 물론 식물체 전체에 병 저항성 반응을 활성화함으로써 재차 병원균의 침입에 식물체 전체가 저항성을 가지는 전신유도저항성 (systemic acquired resistance)을 유도한다.</p><p>그러나 일반적으로 비 병원성 인자들은 이들을 특이적으로 인식하는 저항성 유전자들이 없는 기주 식물체에 감염하면 기주 식물체의 기초적 병 저항성 방어체계를 약화시키거나, 세포사멸 과정을 방해함으로써 감염한 병원균의 증식에 유리한 환경을 만들어줌으로써 병중을 확대시키는 중요한 effector로 작용하는 것으로 보고되고 있다. 최근엔 다양한 식물 병원균들의 전체 유전체 염기서열의 규명으로 밝혀지고 있는 많은 effector 분자들의 기주 식물체 내에서의 작용기작, 특히 effector 분자들에 의해서 조절되는 기주 식물체의 단벽질 또는 유전자들의 확인과 기능 분석을 통해서 병원균의 발병 원리를 분자생물학적으로 이해하려는 연구가 세계적으로 진행 중이다.</p><p>비 병원성 인자인 AvrRpt2 단백질은 애기장대에서 세균성 병원균인 P. syringae pv. tomato DC3000의 Type Ⅲ secretion system을 통해서 기주의 식물세포로 전이되며, protease 활성을 가진다. 만약 기주 식물체가 AvrRpt2에 의한 세포내의 변화를 인지할 수 있는 저항성 유전자 RPS2가 없다면, AvrRpt2 단백질은 기주 식물체의 기초적 병 저항성 방어체계의 중요한 조절인자인 RIN4를 비롯한 다양한 식물체의 단백질의 분해를 유도하며 저항성 관련 유전자의 발현을 조절함으로써 기주 식물체의 기초적 병 저항성 방어체계의 활성을 낮춘다. 그 결과로, P. syringae pv. tomato DC3000의 감염에 의한 병증이 증가한다고 보고되고 있다. 이러한 결과들로 미루어 보아 AvrRpt2 단백진에 의해서 직·간접적으로 조절되는 유전자들의 기능 규명은 P. syringae에 의한 발병 원리의 분자생물학적 이해를 위한 중요한 단서를 제공할 것으로 생각된다.</p><p>본 연구는Affymetrix Arabidopsis DNA chip을 이용하여 AvrRpt2 단백질에 의해서 특이적으로 전사과정이 억제 조절되는 애기장대 AtERF11 유전자를 확인하였고 기초 병 저항성 방어체계에서의 그 기능을 규명하고자 하였다.</p>