초록 ▼

연구의 목적 및 내용
o 고염분 스트레스 반응 과정에서 엽록체에서 핵으로 신호가 전달되는 매개인자로서 NPR1의 작용 가능성을 탐색하고, 엽록체 속에서 일시적으로 존재하던 NPR1이 왜 어떻게 사라지게 되며, 이의 생리적 의미는 무엇인지를 밝혀 엽록체에서 일시적으로 생성되는 ROS의 역할 및 NOR1의 축적의 생리적 역할을 규명하고자 함
o 유해한 활성산소를 만들어 신호를 전달하는 기작에 대한 새로운 개념을 제시할 것임
o NPR1 proteasome degradation 기작은 NPR1이 작용하여 표적 유전자의 발

연구의 목적 및 내용
o 고염분 스트레스 반응 과정에서 엽록체에서 핵으로 신호가 전달되는 매개인자로서 NPR1의 작용 가능성을 탐색하고, 엽록체 속에서 일시적으로 존재하던 NPR1이 왜 어떻게 사라지게 되며, 이의 생리적 의미는 무엇인지를 밝혀 엽록체에서 일시적으로 생성되는 ROS의 역할 및 NOR1의 축적의 생리적 역할을 규명하고자 함
o 유해한 활성산소를 만들어 신호를 전달하는 기작에 대한 새로운 개념을 제시할 것임
o NPR1 proteasome degradation 기작은 NPR1이 작용하여 표적 유전자의 발현을 memory 시킨 후 degradation 됨으로써 지나친 physiological costs가 지불되지 못하도록 하는 조절 기작인 것으로 여겨지므로 NPR1의 단백질의 분해의 생리적 의미를 집중적으로 연구하고자 함

연구결과
o 고염분 스트레스 조건에서 1 h 부터 NPR1 단백질 양이 엽록체에서 급격하게 증가하였으며 12 h에 핵으로 이동하였음
o NPR1 단백질은 고염분 스트레스에 의해 분해되지 않고 초기 1 h부터 증가하기 시작하며, 엽록체에서 NPR1이 oligomer, dimer의 형태로 존재함
o NPR1단백질의 transcriptional coactivator로서 핵으로의 이동이 담배 식물체에서 환경적 스트레스에 적응하는데 관여함을 보여주는 최초의 직접적인 증거임
o NPR1 단백질은 스트레스를 받지 않은 상태에서 지속적으로 핵 안으로 이동하며 분해되어 지지만, 스트레스 받은 후 일정시간 동안 핵 내에 높은 양을 보인 후 핵 내 프로테아좀에 의해 분해가 일어남
o 엽록체 내에 축적된 NPR1은 고염분 스트레스 조건에서 핵에 존재하는 유전자의 발현시 조절되는 과정 이전 엽록체에 존재하는 유전자의 발현을 광합성 기능 및 엽록체를 보호하고 유지시키며 고염분에 대한 저항성을 증가시킴
o NPR1 단백질은 엽록체에서 세포질을 통해 핵으로 이동하는데 소포의 형태로 빠르게 움직이며, plastidial 역행적 신호전달의 증거임
o 우리의 결과는 산화 환원 의존성 NPR1이 환경적 스트레스 조건에서 엽록체로 부터 핵으로의 역행적 신호전달의 모델을 제안함

연구결과의 활용계획
o 스트레스 생리학에서 그동안 생소하였던 연구 주제인 엽록체로의 스트레스 신호 전달 기작에 관한 기초적인 지식은 향 후 기후변화로 점차 지구의 환경적 스트레스가 확대되고 있는 상황에서 불리한 환경에 적응하는 작물 개발에 널리 활용할 수 있을 것임
o 마치 면역 반응처럼 스트레스에 대한 적응 반응이 핵에 기억되어 일어날 수 있는 systemic acquired acclimation의 기작을 밝히는 것은 작물 생산성 제고에 매우 활용도가 높은 기초지식이 될 것임

(출처 : 한글요약문 5p)

Abstract ▼

Purpose&contents
o We want to investigate the physiological significance of NPR1 in chloroplast and nucleus during resistance pathways against salt stress. We try to determine why ROS and NPR1 are disappeared after their transient accumulations in chloroplast and nucleus.
o These research can

Purpose&contents
o We want to investigate the physiological significance of NPR1 in chloroplast and nucleus during resistance pathways against salt stress. We try to determine why ROS and NPR1 are disappeared after their transient accumulations in chloroplast and nucleus.
o These research can make an explanation about the physiological role of toxic molecule, ROS, in stress signaling.

Result
o To better understand NPR1 (nonexpressor of pathogenesis-related (PR) genes 1) signaling pathways, we generated transgenic tobacco plants expressing NPR1-green fluorescence protein (GFP) translational fusion construct (35S::NPR1-GFP ). In control transgenic lines (35S::GFP ), free GFP was diffuse throughout whole leaves, including the plasma membrane, nuclei, and cytoplasm of guard cells and mesophyll cells.
o NPR1-GFP proteins with sizes ranging from 130 kDa to over 400 kDa were detected in total and cytosolic fractions from leaves of salt-stressed tobacco plants by non-reduced immunoblot analysis using GFP antibody. A 93 kDa monomeric NPR1-GFP protein was significantly detected from 6 h to 24 h in the total protein fraction as well as from 6 h to 12 h in the cytosolic fraction after salt stress.
o NPR1-GFP proteins were detected from 6 h after salt stress, with a peak at 24 h in the nuclear fraction in tobacco plants.
o Surprisingly, sequestration of nucleocytoplasmic NPR1 to chloroplasts was significantly increased in mesophyll and guard cells under salt stress.
o NPR1-S plants showed greater tolerance to salt stress based on cell death, as determined by trypan blue staining, loss of chlorophyll content, and photosynthetic capacity. These results imply that NPR1 has a positive function in tolerance response to salt stress.
o Our results suggest the model that redox-dependent NPR1 is a real transportable component for retrograde signaling from chloroplasts to the nucleus under abiotic stress
o Based on previous reported articles, this is the first direct evidence that translocation of NPR1, a transcriptional coactivator, from the cytoplasm to nucleus is involved in adaptation to abiotic stress in tobacco plants.
o Redox-dependent conversion of NPR1 from a more oxidized oligomeric form into monomeric form was also detected. The rapid movement of vesicles containing NPR1 protein was detected through the cytosol as a plastidial retrograde signaling component under salt stress.

Expected Contribution
o Based on these results, chloroplast NPR1 might function as a redox-responsive plastidial signaling molecule that regulates nuclear genetic reprogramming to attenuate stress-induced impairment of photosynthesis and stimulate ROS detoxification and stress tolerance.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 10
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 22
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 29
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 29
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 30
• 8. 참고문헌 ... 31
• 9. 연구성과 ... 32
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 35
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 35
• 12. 기타사항 ... 35
• [별첨1] 대 표 연 구 실 적 ... 36
• [별첨2] 세부 목표 관련 증빙 ... 50
• 끝페이지 ... 51