식물분자생물학연구실에서는 식물체방어기작 연구와 TYMV 바이러스에 대한 연구를 진행하고 있다. 두 가지 연구과제에 대해 간략히 소개하면 다음과 같다.
1. 식물체방어기작 연구
동물과 마찬가지로 식물도 자신을 보호할 수 있는 방어체계를 갖추고 있다. 식물의 경우에는 우리의 면역반응과는 달리, 방어반응을 담당하는 세포가 따로 있는 것이 아니라 모든 세포가 방어반응을 활성화시킬 수 있으며, 또한 어느 한 병원체에 대한 방어반응이 아니라 여러 다양한 병원체에 대해 작용할 수 있는 광범위방어체계가 가동된다. 이러한 방어기작 때문에 식물의 어느 한 부분에 병원체가 침입하거나 초식동물이 갉아먹으면 방어신호가 생성되고 그 신호가 퍼져 식물 전체에 방어체계가 갖춰지게 된다. 이러한 방어기작을 매개하는 신호물질 중 하나가 아스피린 성분인 salicylic acid 이며, 최근에는 jasmonic acid 와 ethylene 도 방어반응을 활성화하는 물질로 알려져 있다. 본 연구실에서는 방어기작 연구가 그리 많이 되어 있지 않은 배추를 대상으로 실험 중인데, 그 동안 salicylic acid 에 의해 발현이 증가하는 유전자 20 여개와 jasmonic acid 에 의해 활성화되는 유전자 10여개를 subtractive hybridization 방법으로 찾아낸 바 있으며 현재 그 특성을 조사하는 중이다.
2. TYMV (Turnip Yellow Mosaic Virus) 연구
TYMV 는 배추를 비롯한 십자화과 (Cruciferae) 식물을 기주식물로 삼는 positive strand RNA virus 로 Tymovirus 의 대표적 바이러스이다. Virion 구조는 icosahedron 구조 이며 20 kDa 의 coat protein 한 종류로 만들어진다. Genomic RNA 는 크기기 6.3 kb 로 5' 말단에 GpppG cap 구조가 있으며 3' 말단의 untranslated region 에는 tRNA-like structure (TLS)가 있다. Subgenomic RNA (sgRNA) 인 coat protein RNA 는 바이러스 replicase (RdRP; RNA-dependent RNA polymerase)에 의해 만들어지며 genomic RNA (gRNA) 와 마찬가지로 바이러스 안으로 packaging 되고 있다. 그런데, gRNA 와 sgRNA 가 어떻게 virion 안으로 들어가는지에 대해서는 아직 잘 밝혀져 있는데, 본 연구실에서는 그 packaging signal 이 무엇인지 밝혀내기 위하여 유전자를 binary vector 에 담아 Agrobacterium tumefaciens 박테리아를 이용해 식물체에 도입하여 발현시키는 방법인 agroinfiltration 방법으로 임의로 변형시킨 바이러스 유전자를 식물체에 도입하여 분석하는 연구를 진행 중이다.
1. 식물체방어기작 연구
동물과 마찬가지로 식물도 자신을 보호할 수 있는 방어체계를 갖추고 있다. 식물의 경우에는 우리의 면역반응과는 달리, 방어반응을 담당하는 세포가 따로 있는 것이 아니라 모든 세포가 방어반응을 활성화시킬 수 있으며, 또한 어느 한 병원체에 대한 방어반응이 아니라 여러 다양한 병원체에 대해 작용할 수 있는 광범위방어체계가 가동된다. 이러한 방어기작 때문에 식물의 어느 한 부분에 병원체가 침입하거나 초식동물이 갉아먹으면 방어신호가 생성되고 그 신호가 퍼져 식물 전체에 방어체계가 갖춰지게 된다. 이러한 방어기작을 매개하는 신호물질 중 하나가 아스피린 성분인 salicylic acid 이며, 최근에는 jasmonic acid 와 ethylene 도 방어반응을 활성화하는 물질로 알려져 있다. 본 연구실에서는 방어기작 연구가 그리 많이 되어 있지 않은 배추를 대상으로 실험 중인데, 그 동안 salicylic acid 에 의해 발현이 증가하는 유전자 20 여개와 jasmonic acid 에 의해 활성화되는 유전자 10여개를 subtractive hybridization 방법으로 찾아낸 바 있으며 현재 그 특성을 조사하는 중이다.
2. TYMV (Turnip Yellow Mosaic Virus) 연구
TYMV 는 배추를 비롯한 십자화과 (Cruciferae) 식물을 기주식물로 삼는 positive strand RNA virus 로 Tymovirus 의 대표적 바이러스이다. Virion 구조는 icosahedron 구조 이며 20 kDa 의 coat protein 한 종류로 만들어진다. Genomic RNA 는 크기기 6.3 kb 로 5' 말단에 GpppG cap 구조가 있으며 3' 말단의 untranslated region 에는 tRNA-like structure (TLS)가 있다. Subgenomic RNA (sgRNA) 인 coat protein RNA 는 바이러스 replicase (RdRP; RNA-dependent RNA polymerase)에 의해 만들어지며 genomic RNA (gRNA) 와 마찬가지로 바이러스 안으로 packaging 되고 있다. 그런데, gRNA 와 sgRNA 가 어떻게 virion 안으로 들어가는지에 대해서는 아직 잘 밝혀져 있는데, 본 연구실에서는 그 packaging signal 이 무엇인지 밝혀내기 위하여 유전자를 binary vector 에 담아 Agrobacterium tumefaciens 박테리아를 이용해 식물체에 도입하여 발현시키는 방법인 agroinfiltration 방법으로 임의로 변형시킨 바이러스 유전자를 식물체에 도입하여 분석하는 연구를 진행 중이다.
국가
대한민국
소속기관
충북대학교 (학교)
연락처
043-261-2309 http://biochem.chungbuk.ac.kr/
책임자
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