식물이 살리실산, 자스몬산, 에틸렌과 같은 호르몬을 이용하여 면역 반응을 조절하는 방식은 각각 어떻게 다른가요?
안녕하세요. 식물은 여러 종류의 호르몬을 가지고 있는 것으로 알고 있습니다. 이때 식물이 살리실산, 자스몬산, 에틸렌과 같은 호르몬을 이용하여 면역 반응을 조절하는 방식은 각각 어떻게 다른가요?
안녕하세요, 질문해주신 것과 같이 식물은 살리실산(SA), 자스몬산(JA), 에틸렌(ET) 같은 호르몬을 이용해 병원체 유형과 공격 부위에 따라 면역 반응을 조절하는데요 이들 호르몬은 서로 상호작용하며 병원체 특이적 방어를 가능한 것입니다. 우선 살리실산은 주로 바이러스와 일부 세균 병원체에 대한 방어를 조절하는 호르몬으로 국소 감염 부위에서 면역 반응을 유도하고, 전신적 횡전을 촉진하는 역할을 담당합니다. 병원체 침입 시 SA가 축적되면서 NPR1 단백질 활성화가 되고 방어 관련 유전자(PR genes) 발현되며 국소적 세포 사멸을 유도하여 병원체 확산을 억제하게 됩니다.
다음으로 자스몬산은 곰팡이, 일부 세균, 초식 곤충 공격 방어 역할을 하며 조직 손상이나 기계적 스트레스에도 반응합니다. 병원체 침입 또는 조직 손상 시 JA 합성하여 COI1 복합체를 활성화하고 방어 유전자(JA-responsive genes)를 발현시키며, 항균 단백질, 단백질분해효소 억제 단백질 생성하게 만들어 병원체 성장을 억제합니다.
마지막으로 에틸렌은 JA와 협력하여 곰팡이, 진딧물 같은 병해충에 대한 방어 강화 역할을 수행하며 세포 노화, 스트레스 신호, 기계적 손상에도 관여합니다. 병원체나 손상에 의해 ET 합성하여 EIN/EIL 전사인자를 활성화하고 JA/ET 공동 방어 유전자 발현시키며 JA 신호와 함께 작용하면 병원체 특이적 항균 펩타이드 생성하게 됩니다. 감사합니다.
1명 평가안녕하세요. 정준민 전문가입니다.
살리실산은 주로 바이러스 세균 등 세포내 병원체에 대한 국소, 전신 획득저항을 유도한답니다.
자스몬산과 에틸렌은주로 곤충 곰팡이 등 세포외 병원체 상처 대응 경로를 활성화하며, 서로 살리실산과 교차 조절해 방어 반응의 방향과 강도를 조율한답니다.
식물은 살리실산, 자스몬산, 에틸렌을 사용하여 각기 다른 종류의 병원체에 대응하는 특화된 면역 체계를 활성화합니다. 살리실산은 주로 살아있는 세포에서 양분을 얻는 활물기생균에 대항하는 역할을 하며, 전신획득저항성을 유도하여 식물 전체에 방어 단백질을 발현시켜 면역력을 높입니다. 반면, 자스몬산과 에틸렌은 주로 협력하여 작용하며, 세포를 죽이고 양분을 얻는 사물기생균이나 곤충의 공격에 대응하는데, 이들 호르몬은 곤충의 소화를 방해하는 단백질 분해 효소 억제제나 독성 대사산물과 같은 방어 물질의 생산을 촉진하여 직접적인 방어 반응을 일으킵니다.
말씀하신 살리실산이나 자스몬산, 에틸렌은 각각 다른 종류의 자극에 특화된 면역 반응을 조절합니다.
'살리실산'은 주로 병원균과 같은 생물적 위협에 대응하는 호르몬입니다. 병원균이 침입하면 신호 물질로 작용해 감염 부위의 세포를 의도적으로 괴사시키고, 식물 전체에 저항성을 주며 전신획득저항성(SAR)을 유도하는 것이죠.
'자스몬산'은 주로 곤충과 같은 포식자나 물리적 손상에 반응하게 합니다. 곤충이 식물을 갉아먹으면 활성화되어 독성 물질이나 소화를 방해하는 단백질을 생성함으로써 포식자를 쫒아내는 것이죠.
마지막으로 '에틸렌'은 자스몬산과 함께 작용하여 주로 괴사성 병원균에 대한 방어에 관하합니다. 상처와 같은 스트레스 상황에서 분비되어 세포벽을 강화하고 방어 유전자의 발현을 촉진해 감염 확산을 막는 것이죠.