애기장대에서 두 액포막 칼슘펌프 돌연변이에 의하여 유도되는 세포사멸 표현형의 액포수식효소(VPE) 돌연변이에 의한 억제

Abstract

칼슘은 동물과 마찬가지로 식물에서도 다양한 신호를 전달하는 2차 매개체로 잘 알려져 있다. 특히, 세포사멸 현상을 유도하는 신호전달에 칼슘의 관여는 잘 보고되어 있다. 최근 발표된 논문에서 액포막에 존재하는 Ca2+-ATPases (ACA4와 ACA11)가 이중으로 돌연변이된 식물체의 잎에서 세포사멸 표현형을 관찰했으며, 이러한 세포사멸 현상이 salicylic acid (SA)에 의존적이라고 보고했다. 또한 앞선 연구들에서 vacuolar processing enzymes (VPEs)이 생물학적 또는 비생물학적 스트레스에 의해서 유발되는 SA 에 의해서 활성화 된다고 보고하였다. 본 연구에서는 액포막 Ca^(2+) -ATPases (ACA4와 ACA11)가 이중으로 돌연변이된 식물체에서 VPEs의 유전자 발현이 상당히 증가되어있고 효소 활성도 증가됨을 확인했다. 이 결과를 바탕으로, aca4/aca11/αvpe와 aca4/aca11/γvpe 그리고, aca4/aca11/ αvpe/γvpe의 삼중과 사중 돌연변이체를 구축했다. 이들과aca4/aca11의 이중 돌연변이체의 세포사멸 표현형을 비교 관찰한 결과, 삼중과 사중 돌연변이에서 세포사멸 현상이 일정기간 억제되는 것을 관찰했다. 또한, 삼중과 사중의 돌연변이체에서 VPEs의 효소 활성이 많이 감소되는 현상으로 나타났다. 결론적으로, Ca^(2+) -ATPases (ACA4와ACA11)가 이중으로 돌연변이된 식물체에서는 SA가 유발되며, 이러한 SA에 의해서 VPEs의 단백질이 활성화되어세포사멸 현상이 발생할 것으로 사료된다.