생명/의료

유전자 백신 개발로 밀 황달병 예방 전망

발행일 : 2019 / 09 / 11

최근, 산둥(山東)농업대학 우자제(吳佳潔) 연구팀은 쓰촨(四川)농업대학 류덩차이(劉登才) 연구팀, 미국 아이다호대학(University of Idaho) 푸다오린(付道林) 연구팀 등과 공동으로 맥류줄녹병(황달병) 저항성 유전자 YrAS2388(국제 번호 Yr28)를 성공적으로 클론함으로써 해당 병해 유행 예방에 새 “유전자 백신”을 제공했다. 해당 성과는 “Nature Communications”에 온라인으로 게재됐다.

맥류줄녹병은 밀에 치명적인 위협을 가져다 줄 뿐만 아니라 심각할 경우 밀의 대면적 수확량 감소를 초래한다. 정상 밀잎은 매우 매끄러워 보이지만 그 위에는 무수히 많은 기공이 분포되어 있으며 외계와 수분 및 기체를 교환한다. 줄녹병이 밀잎에 침입하는 과정에서 황색 분말과 유사한 바이러스가 밀잎 내부로 뚫고 들어가 대량으로 번식함과 아울러 끊임없이 밀 세포로부터 양분(Nutrient)을 “섭취”하여 밀 수확량을 감소시킨다. 밀에 치명적인 “황달병” 퇴치는 전세계 과학자의 공동한 연구과제로 되고 있다.

우자제 연구팀은 10년 동안 연구를 거쳐 밀 D 게놈 조상(Ancestors) 에길롭스 타우쉬이(Aegilops tauschii) 중에서 줄녹병 저항성 유전자 YrAS2388를 획득했다. 기존의 내병성 유전자와는 달리 YrAS2388는 중복된 3′비부호화영역을 함유함과 아울러 5가지 또는 더욱 많은 전사체(Transcript)를 생성하며 그 선택적 스플라이싱(Alternative splicing)은 온도 및 병원균의 제어를 받는다. 다양한 스플라이소솜(Spliceosome)의 축적 수준 및 코딩 단백질의 상호작용 모드 조절을 통하여 숙주의 줄녹병 저항 수준을 효과적으로 제어할 수 있다.

줄녹병 저항성 유전자 YrAS2388는 오직 에길롭스 타우쉬이 및 에길롭스 타우쉬이로 구축한 인공합성 밀에만 존재하고 일반 밀 및 기타 밀품종에서는 검출하지 못했기에 해당 유전자는 밀 육종에 중요한 이용 가치가 있다. 연구팀은 해당 유전자 서열에 근거하여 기능성 표지를 개발했다. 해당 표지를 이용하여 YrAS2388의 분자 보조 선택을 구현할 수 있으며 해당 유전자가 밀 품종에서 전이 이용을 추진할 수 있다. 해당 연구 성과는 밀 및 보리 등 작물의 줄녹병 저항 수준을 개선하는데 새 유전자자원을 제공했다.