Calreticulins (CRTs)는 3개의 Ca결합 영역을 보유한 Ca결합단백질로, 동물과 식물의 세포소기관, ER, PD 및 골지체에서 발견된다. CRT는 \( \mathrm{Ca}^{2+} \) 신호전달과 항상성, molecular chaperone으로서 calnexin과 공조한 단백질 folding, 내염성 발현 및 고농도 \( \mathrm{Ca}^{2+} \) 스트레스에 대한 내성 발현 등의 역할을 한다.
<h1>서 론</h1> <p>Calreticulins (CRTs)은 동물의 세포소기관 뿐 아니라 식물의 소포체 (endoplasmic reticulum: ER), 원형질연락사 (plasm-odesmata: PD) 및 골지체 등에서 발견되며 3개의 Ca결합 영역을 보유한 Ca결합단백질의 하나이다 (Baluška et al. 1999; Persson et al. 2001, 2003; Shaterian et al. 2005). 또한 CRT는 세포 내 \( \mathrm{Ca}^{2+} \) 신호전달과 항상성 (Persson et al. 2003), molecular chaperone으로서 calnexin과 공조한 단백질 folding (Hebert et al. 1996; Miernyk 1999; Saito et al. 1999), 내염성 발현 (Shaterian et al. 2005) 및 고농도 \( \mathrm{Ca}^{2+} \) 스트레스에 대한 내성 발현 (Wyatt et al. 2002; Akesson et al. 2005) 등 다양한 기작에 직간접적으로 관여하는 것으로 알려져 있다. 더불어 Tobacco mosaic virus (TMV)의 movement protein (MP)이 기주의 PD에서 CRT와 상호작용한다는 것이 최근에 밝혀졌는데, 흥미로운 점은 CRT 과발현 형질전환체에서는 TMV MP가 PD로 이동하는데 방해를 받아 바이러스의 세포간 이동 (cell-to-cell movement)이 저해되며 이러한 현상은 Turnip vein clearing virus와 같은 다른 tobamovirus의 경우에도 관찰된다는 것이다 (Chen et al. 2005). 바이러스의 세포간 이동에 결정적 역할을 담당하는 MP (Citovskyet al. 1992; Ding et al. 1992; Chen et al. 2000)가 과발현 CRT로 인해 PD에 제대로 위치하지 못함으로써 바이러스의 세포간 이동이 어려워지면 초기감염된 바이러스의 체관부 접근이 지연되거나 불가능하게 될 것이고 (Laporteet al. 2003) 결국 바이러스의 장거리이동 (systemic movement)이 방해를 받을 것이라는 추론이 가능하다. 실제로 Chen 등 (2005)은 CRT 과발현 Nicotiana benthamiana의 엽연부에 TMV를 인공접종한 28 일 후에도 상엽에서 TMV의 coat protein (CP)을 검출할 수 없었다고 보고하였다.</p> <p>CRT 과발현 식물체에서 나타나는 tobamovirus의 이동 억제에 관한 언급한 실험결과는 농업적 측면에서 유용하게 활용될 수 있다. 세계적 과채류인 토마토 (Solanum lycopersicum L.)의 경우 136 여 종의 바이러스에 감수성이며 그 중 8종이 특히 심각한 피해를 야기하는 tobamovirus이다 (Brunt et al. 1997). 모델 식물에와 동일하게 농업적으로 중요한 토마토에서도 CRT 과발현이 tobamovirus의 세포간 또는 장거리 이동 억제에 효과적이라면 지금까지 바이러스 저항성 획득을 위해 형질전환에 주로 활용되고 있는 바이러스 유래 유전자 또는 그 단편과 더불어 CRT는 또 하나의 유용한 수단이 될 수 있을 것이다.</p> <p>본 연구의 목적은 토마토에서 tobamovirus에 대한 저항성 획득을 위한 목표 유전자로서 CRT의 활용 가능성을 검증하는 것이다. 이를 위해 옥수수 (Zea mays)에서 동정된 CRT (ZmCRT) 를 토마토에 형질전환함으로써 ZmCRT 발현 식물체를 획득하고 고정한 후 tobamovirus에 속하는 TMV와 Tomato mosaic virus (ToMV)를 인공접종하여 그 유식물체에서 나타나는 병징을 관찰하는 한편 바이러스 접종 식물체의 광합성 효율을 측정하였다.</p>