초록 ▼

연구개요
식물에서 병원성을 일으키는 식물병원균(phytopathogen)은 이펙터(Effector)를 식물세포에 주입해 대사과정을 교란하여 병원균이 잘 자랄수 있는 환경을 조성한다. 이에 대항하여 식물은 면역수용체 (NLR)가활성화되어 병원균의 활성 억제한다. 식물의 면역수용체는 선천면역체계의 일부로 그 숫자가 제한적이지만, 병원균 이펙터 단백질과 공동진화해 오면서 효율성을 높여왔다. 본 연구는 1)식물병원균의 다양한 이펙터 단백질을 확보하여 구조 및 기능 분석, 2)이펙터가 목표로 하는 대사 단백질 탐색, 3)이를 인지하는

연구개요
식물에서 병원성을 일으키는 식물병원균(phytopathogen)은 이펙터(Effector)를 식물세포에 주입해 대사과정을 교란하여 병원균이 잘 자랄수 있는 환경을 조성한다. 이에 대항하여 식물은 면역수용체 (NLR)가활성화되어 병원균의 활성 억제한다. 식물의 면역수용체는 선천면역체계의 일부로 그 숫자가 제한적이지만, 병원균 이펙터 단백질과 공동진화해 오면서 효율성을 높여왔다. 본 연구는 1)식물병원균의 다양한 이펙터 단백질을 확보하여 구조 및 기능 분석, 2)이펙터가 목표로 하는 대사 단백질 탐색, 3)이를 인지하는 면역수용체를 탐색하여 생화학적, 구조생물학적 방법을 통해 활성화 기전을 규명하는데 그 목적이있다.

연구 목표대비 연구결과
풋마름병균(Ralstonia solanacearum)의 100여종의 병원균 이펙터의 DNA를 확보했다. 이중 30 여종의 이펙터 재조합 단백질 발현에 성공했으며, 약 10여종의 단백질 정제를 수행하였다. 이중2종 이펙터의 초기 결정화에 성공하였다. 다양한 단백질 분석 및 구조 예측 프로그램을 활용하여 구조 분선에 최적인 이펙터 도메인을 스크린 하였고, 이를 발현하기 위한 벡터를 제작하였다. 이를 기반으로 안정화된 도메인을 가진 이펙터 단백질의 발현 및 정제를 수행하였고, 이를 이용한 단백질 결정화를 수행하였다. 이중에서 특히 RipG4단백질의 순수 분리 정제를 통하여 초기 단백질 결정을 얻었고, 다양한 결정화 조건 및 cryo freezing 조건 스크린을 통하여 가속기 실험을 위한 준비를 마무리 한 단계이다. 2022년 4월 중으로 예정된 가속기 실험을 통하여, 단백질 결정 회절 실험을 마무리 하고, 이에대한 결과분석 내용을 논문에 게제할 예정이다.
이후 이펙터의 구조분석된 도메인의 병원성을 식물에서 검증하고, 정제된 이펙터 단백질을 이용해 식물체 용해물과 풀다운 실험 또는 이펙터의 식물체내 재조합 발현을 통해 활성 측정 및 면역침강법을 통해 이펙터와 상호작용하는 식물 목표단백질을 확인할 예정이다. 이후 질량분석 방법을 통해 이펙터에 의한 번역후 변형 여부를 조사한다. 이렇게 얻어진 정보를 바탕으로 이펙터 단독 또는 이펙터와 목표단백질 복합체에 의해서 활성화되는 면역수용체(NLR)을 확인한다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
식물의 선천면역체계의 중요한 부분을 담당하는 면역수용체(NLR)는 그 숫자가 적응면역체계보다 현저히 적음에도 불구하고, 병원균의 병원성 단백질과 공동진화를 통해서 그 효용성을 높여왔다. 병원성 이펙터에 의한 면역수용체 활성화 기전에 대한 깊은 이해는 병원균에 대항할 수 있는 새로운 접근법을 제시 할 수 있는 토대를 제공하여 새로운 병원균 출현 및 다양한 병원균에 대한 효율적 대처방안 마련에 사용될 것이며, 이는 식물병원균 뿐만 아니라 동물성 병원균에도 응용될 것이다. 또한 이펙터의 다양한 생화학적 활성 기전에 대한 이해는 다양한 단백질 분석방법에 응용될 수 있다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 9
• 3) 목표 달성 수준 ... 9
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 10
• 가. 식물병원균 이펙터의 작용 원리 규명의 중요성 ... 10
• 나. 식물 병원균 이펙터들에 의한 식물체 단백질의 번역후 변형기전 이해를 통한 다른 종의 단백질 활성도 조절 가능성 ... 10
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
• 6. 참고문헌 ... 11
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 13
• 끝페이지 ... 13