식물의 전신 획득 저항성이 동물의 면역기억과 비슷하다고 할 수 있는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 식물세포는 동물세포와는 달리 항체를 가지고 있지 않는데요. 그럼에도 불구하고 식물의 전신 획득 저항성, 즉 SAR이 동물의 면역기억과 비슷하다고 할 수 있는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 네 말씀해주신 것과 같이 식물은 항체나 순환하는 면역세포가 없지만, 전신 획득 저항성(SAR, Systemic Acquired Resistance)이라는 메커니즘을 통해 병원체 경험을 기억하고 이후 공격에 빠르게 대응하는 능력을 가질 수 있습니다. 우선 SAR은 국소 부위에 병원체가 침입하면, 감염된 세포에서 살리실산(SA) 같은 신호 분자가 생성되어 식물 전체(전신)에 방어 준비 상태를 유도하는 현상을 말하는데요, 국소 감염은 전신 조직으로 신호 전달되는데 방어 관련 유전자(PR genes) 발현 증가하게 되고 이후 병원체가 들어오면 빠르고 강력하게 반응하게 됩니다. 즉, 식물이 과거 침입 경험을 기억하고 면역을 강화하는 것처럼 행동하는 것입니다.
SAR이 면역기억과 비슷한 이유는 신호 기반의 기억이기 때문인데요, SAR에서는 국소 감염 후 SA와 같은 신호가 식물 전신에 퍼져 방어 유전자를 활성화하는데, 이는 동물 면역에서 기억 B/T세포가 존재하여 재감염 시 빠르게 항체를 생산하는 것과 유사합니다. 또한 SAR이 활성화되면 식물은 실제 병원체가 침입하기 전에 항균 펩타이드, 효소, 세포벽 강화 등 방어 자원을 미리 준비하는데요, 이는 동물 면역기억에서 항체가 미리 존재하여 재감염을 신속히 억제하는 것과 기능적으로 비슷합니다. 감사합니다.
1명 평가안녕하세요. 정준민 전문가입니다.
sar은 초기 감염 부위에서 살리실산 pr 단백질 신호가 전신으로 퍼져 비감염 부위가 장기간 방어 상태가 되는 기억 효과를 가진답니다.
식물의 전신 획득 저항성이 동물의 면역기억과 유사한 이유는 병원체에 한 번 감염된 후 식물 전체가 다른 병원체의 침입에 대해 더 빠르고 강력하게 반응할 수 있는 방어 태세를 갖추게 된다는 기능적 공통점 때문입니다. 식물은 항체를 가지는 대신 첫 감염 시 생성된 살리실산과 같은 신호 물질을 체관을 통해 온몸으로 보내어, 방어 관련 유전자를 즉각 발현시킬 수 있는 일종의 준비 상태로 만들어 둡니다. 이로 인해 두 번째 감염이 발생했을 때 이미 경계 태세가 갖추어져 있어 신속하고 효율적인 방어가 가능하며, 이러한 선제적이고 전신적인 방어 능력 강화라는 결과적 측면이 동물이 특정 항원을 기억하여 재감염에 대비하는 면역기억과 본질적으로 같다고 볼 수 있습니다.
가장 큰 이유는 이전의 감염 경험을 바탕으로 나중에 있을 위협에 더 효율적으로 대응하기 때문입니다.
동물의 면역계는 병원균에 노출된 후 기억 세포를 생성하여, 같은 병원균이 재침입했을 때 더 빠르고 강한 항체 반응을 유도합니다.
이와 비슷하게 식물은 특정 부위가 병원균에 감염되면 살리실산과 같은 화학 신호를 만들어내어 전신에 퍼뜨립니다. 이 신호를 받은 다른 부위들은 미리 방어 시스템을 활성화하여, 나중에 동일하거나 유사한 병원균이 다시 침입했을 때 신속하게 방어하는 것이죠.
이러한 기능적 유사성 때문에 식물의 SAR은 동물의 면역 기억과 비슷하다고 할 수 있습니다.