고추 종에서 발견한 식물호르몬 반응유전자 ABR1 (Abscisic acid responsive 1)이 식물의 병원균감염 방어 반응에 핵심적 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다.

고려대학교 황병국(64) 교수가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부가 추진한 21세기프론티어연구개발사업의 작물유전체기능연구 사업단의 지원을 받아 수행되었고, 연구결과는 식물연구 분야에서는 가장 권위 있는 미국 식물학회 공식 저널 Plant Cell의 온라인판(2011년 2월 18일자)에 게재되었다.

황병국 교수 연구팀은 지난 10년간 식물에 침입한 병원균의 생장과 증식을 억제하는 과민성 세포 사멸 방어반응을 일으키는데 관여하는 유전자를 찾아내고자 집중적으로 연구하였다.

과민성 세포 사멸이란 병원균이 침입한 부위의 세포 주변이 스스로 괴사하는 현상으로 병원균의 증식 및 생장을 억제해 그 확산을 원천 봉쇄하려는 식물의 방어기능이다.

황병국 교수팀은 ABR1 유전자 발현을 억제한 고추는 과민성 세포 사멸이 감소하며, 과발현한 고추는 동 세포사멸이 증가한다는 사실을 밝혀내었다.

연구팀은 분자세포생물학적으로 연구한 결과 ABR1 유전자 내 염기서열 가운데 GRAM 영역이 유전자의 세포핵 발현을 유도하여 병원균 침입 시 급격히 세포를 사멸시킨다는 것을 입증하였다.

또한, 황 교수팀은 동 유전자를 도입하여 형질전환을 시킨 애기장대에서도 동일한 저항성반응이 발생하는 것을 확인하였다.

이는 ABR1 유전자가 식물의 병저항성에 있어서 매우 중요한 역할을 한다는 것을 보여주는 것으로, ABR1 유전자를 강하게 발현시키면 병저항성이 증가한다는 것을 의미한다.

황교수는 “고추식물의 면역반응을 활성화 시키는 ABR1의 역할이 세포생물학 수준에서 규명되어 병저항성 높은 형질전환(GM) 작물 개발에 필요한 핵심 유전자원을 확보하게 되었다”고 연구의 의의를 밝혔다.