식물도 '자가면역질환' 있다…원리 규명해 품종개량 방향성 제시

작성일 07-21

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         <section dmcf-sid="zXwP2I0CeA">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="dad51ac530f241d08a55f99450a89b554d307a862927e44053b4d0f1dd3eb97e" dmcf-pid="qZrQVCphMj" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="식물 내 DM3 단백질 복합체 붕괴 시 식물 자가면역이 유발되는 과정. KAIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202507/21/dongascience/20250721113751117sahm.png" data-org-width="643" dmcf-mid="7KaKukHEJc" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202507/21/dongascience/20250721113751117sahm.png" width="658"></p>
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            식물 내 DM3 단백질 복합체 붕괴 시 식물 자가면역이 유발되는 과정. KAIST 제공
           </figcaption>
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          <p contents-hash="60dac55af5d35a98f0954a5ba6299f25c7ccc8207fd2b838429d26d2205533e0" dmcf-pid="B5mxfhUlMN" dmcf-ptype="general">자가면역질환은 면역체계가 자신의 조직을 외부 침입자로 오인해 공격하는 질환을 말한다. 과학자들이 식물에서 나타나는 자가면역 반응의 원인을 규명해 신개념 품종 개량 전략의 방향성을 제시했다.</p>
          <p contents-hash="21696c7bd045bcf631ec60ae9de227f233e899f1774158c16e22c98a957fba4a" dmcf-pid="b1sM4luSna" dmcf-ptype="general"> KAIST는 송지준 생명과학과 교수팀이 국립싱가포르대학(NUS), 영국 옥스퍼드대 연구팀과 공동연구를 통해 초저온전자현미경(Cryo-EM)으로 식물 자가면역 반응을 유발하는 단백질 복합체 'DM3'의 구조와 기능을 규명했다고 21일 밝혔다. 연구결과는 17일(현지시간) 국제학술지 '셀'에 공개됐다. </p>
          <p contents-hash="ebe8bafd693ca257a6e8c7ff68db4e26270f816d5a6c030052420c62fa8bc075" dmcf-pid="KtOR8S7vdg" dmcf-ptype="general"> 식물은 고유의 면역 시스템이 있고 종종 자기 단백질 구조를 병원균으로 오인해 스스로 공격하는 자가면역 반응을 일으킨다. 서로 다른 품종 간 교배 후 자가면역이 일어나 자손 식물이 건강하게 자라지 못하고 고사하는 '잡종 괴사' 현상은 식물학이나 농업 연구자의 오랜 난제다.</p>
          <p contents-hash="dee35ba5e29b1a74dad8c507a3d3439ac2981e2ef55ce97a8ac4c191bfbf57a7" dmcf-pid="9FIe6vzTRo" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 단백질 구조의 결함에서 잡종 괴사의 원인을 찾았다. 연구팀이 주목한 DM3 단백질은 식물의 면역 반응에 관여하는 효소다. 위험 조합(DM)이라고 불리는 특정 단백질 조합에서 DM3 단백질의 구조가 망가지면서 문제가 일어난다.</p>
          <p contents-hash="680c9dcb40a38d4e75b0d3cd7a3a2849e2b9b28955f743895e51fd1661e5bbea" dmcf-pid="23CdPTqyJL" dmcf-ptype="general"> DM3의 변이체 중 하나인 'DM3Col-0' 변이체는 6개의 단백질이 안정적으로 결합하며 정상으로 인식돼 면역 반응을 일으키지 않는다. 다른 변이체인 'DM3Hh-0'는 6개 단백질이 비정상적으로 결합돼 식물은 면역 경보를 울리고 자가면역을 유발한다.</p>
          <p contents-hash="4a065a480fb5528506300b180889e77ac4ecb83ad6ba9e60feba91a752d76c2a" dmcf-pid="V0hJQyBWJn" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 DM3의 구조를 원자 단위로 볼 수 있는 초저온전자현미경을 통해 시각화하고 면역 유도 능력이 DM3 단백질의 효소 기능 때문이 아닌 단백질의 결합력 차이 때문이라는 사실을 규명했다.</p>
          <p contents-hash="a9518d50adc932d9e113e0ee75fc6b96e9c77e7c312bb90e52531dc63967dfda" dmcf-pid="fL9Wh8c6Li" dmcf-ptype="general"> 서로 다른 품종의 식물을 교배하면서 유전자가 섞이고 단백질 구조가 변하는 경우 이를 병균으로 인식해 면역 반응이 일어날 수 있다는 뜻이다. 이번 연구결과는 자연교배 및 품종개량 과정에서 발생할 수 있는 유전적 충돌에 대한 이해를 크게 높이고 이를 사전에 예측하고 피할 수 있는 품종 개량 전략을 제시했다는 평가를 받는다.</p>
          <p contents-hash="fa42f3d6c333268ac8ae50acab15576b27660166bd00e6be7cd32c70b28a7ae5" dmcf-pid="4o2Yl6kPiJ" dmcf-ptype="general"> 논문 제1저자인 김기정 KAIST 생명과학과 연구원은 "국제 연구협력을 통해 구조생화학, 유전학, 세포생물학적 실험을 망라하고 완성도 높은 연구로 자가면역현상과 식물 면역계를 이해했다"고 말했다.</p>
          <p contents-hash="c46db4c192b74ccdfa0d17e5684d5e28f652935143561fca142d6573dd921dff" dmcf-pid="8gVGSPEQLd" dmcf-ptype="general"> 송 교수는 "식물 면역 시스템이 외부 병원균뿐 아니라 자기 단백질의 구조적 이상까지 감지할 수 있다는 사실은 식물 생명공학 및 작물 교배 전략에 새로운 기준을 제시할 것"이라며 "초저온 전자현미경 기반의 구조 분석은 유전자 간 상호작용의 본질을 이해하는 데 중요한 도구가 될 것"이라고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="d6f7527effe9d914c0eea09019f276cecf616bb3509488f95f812812c0cf9c98" dmcf-pid="6afHvQDxie" dmcf-ptype="general"> &lt;참고 자료&gt;<br> - doi.org/10.1016/j.molcel.2025.06.021</p>
          <p contents-hash="c7b7edbb46015e68d7f2149cffc9b045a574eed02fa17e5873d3ff0414ba2214" dmcf-pid="PN4XTxwMdR" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p>
         </section> 
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        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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