TED 곰팡이는 어떻게 식물을 인식하고 감염시키는가 | 멘나트 엘 갈리드(Mennat El Ghalid) 20180409

How fungi recognize (and infect) plants | Mennat El Ghalid

게시일: 2018. 4. 19.

매년 전 세계는 5억 명의 사람이 먹기에 충분한 음식을 식물에게 가장 해로운 병원균인 곰팡이에게 빼앗기고 있습니다. TED 펠로우인 진균학자 멘나트 엘 갈리드는 곰팡이가 식물을 공격하기 위해 사용하는 분자 신호를 방해하여 우리의 식물을 지킬 수 있는 돌파구에 대하여 설명합니다.

마름병이 밤나무를 멸종시킬까요?

농부들은 대부분 아니라고 생각합니다.

마름병은 뿌리에서 계속 타들어 가며

새로운 새싹들이 자라지 못하게 합니다.

또 다른 기생충이 마름병을 끝낼 때까지

계속하여 지속합니다." 

[로버츠 프로스트, 1936년]

20세기 초반

약 40억 그루에 달했던 미국 동부 밤나무 개체 수는

곰팡이 감염으로 인하여 완전히 멸종되었습니다.

곰팡이는 식물들이나 경제에 중요한 농작물에게

가장 치명적인 병원균입니다.

오늘날 곰팡이 감염으로 인하여 세계적으로 매년 손실되는 농작물이

수십억 달러에 이른다는 것을 믿을 수 있습니까?

이것은 5억 명의 인구가 먹기에 충분한 칼로리양과 같습니다.

또한 이것은 심각한 파급효과도 불러일으키는데

개발도상국에서 기근이 발생하거나

농부나 유통업자들의 큰 폭의 소득 감소

높은 소비자가격

곰팡이가 생성하는 진균 독에 노출될 위험성이 있습니다.

우리가 직면한

이러한 끔찍한 병폐의 예방과 치료를 위해

우리가 주로 사용하는

유전자 제어, 천연 저항 자원의 이용

윤작, 종자 처리 등의 방법은

여전히 제한적이거나 일시적이라는 것입니다.

이러한 대처법은 끊임없이 새롭게 유지되어야 합니다

따라서 우리는 서둘러 더욱 효과적인 전략을 개발해야 하고

이를 위해, 새로운 항진균제 연구 등을 통하여

생물학적 메커니즘을 규명하는 연구가 필요합니다.

곰팡이의 한 가지 특징은 스스로 움직일 수 없다는 것입니다.

그들은 단지 확장에 의해서만 정교한 네트워크를 생성하는데 이를 균사체라고 합니다.

1884년, 식물병리학의 아버지 안톤 드 바리는

곰팡이가 그들이 기생하고 살아갈 수 있는 식물

즉, 숙주 식물이 보내는 신호에 의해 유도된다는 사실을

처음으로 추정하였습니다.

따라서, 신호는 마치 등대와 같은 역할을 합니다.

곰팡이가 식물의 위치를 찾아내 해당 위치로 성장하고, 도달하여

마침내 식물 내로 침범해 서식하게 만듭니다. 

그는 이러한 신호 인지에 대한 사실을 깨달았고

이는 곰팡이와 숙주 식물 사이의 상호 작용을 차단할 수 있는

정교한 전략을 풀어낼 수 있는 위대한 발견이었습니다.

그러나 그 당시에는 이러한 메커니즘을 

분자 수준에서 규명할 수 있는 적절한 방법이 부족했습니다. 

정제 기술과 돌연변이 유전적 처리법의 사용 또한 기술의 발달로

균사체의 성장을 직접적으로 측정할 수 있게 되었고 

오늘날, 그의 연구로부터 130년이 지난 지금 

저와 제 이전 연구팀은 '시들음병균'이라 불리는 병원성 곰팡이와 

그의 숙주인 토마토 식물과의 상호 작용을 연구하여 

마침내 이러한 숙주 식물의 신호들을 밝혀냈습니다. 

뿐만 아니라

이러한 신호를 받아내는 곰팡이 세포 수용체와

그리고 곰팡이 내부의 기초 반응의 일부

그리고 식물로 향하는 신호를 특정할 수 있었습니다.

(박수) 

감사합니다.

감사합니다.

(박수)

이러한 분자 과정의 이해는 잠재적인 분자 연구의 발판이 되고 

이는 새로운 항진균제 제작에 사용될 수 있습니다.

그리고 이러한 치료법은 

곰팡이와 식물 사이의 상호작용을 방해하여 

식물이 보내는 신호를 차단하거나 

혹은 곰팡이의 신호를 받는 수용체를 차단할 수 있습니다. 

곰팡이 감염은 많은 농작물을 황폐하게 만들고 있습니다. 

또한, 우리는 지금 농작물 생산 증가가 

현저히 요구되는 시대에 살고 있습니다.

이러한 요구는 인구 증가, 경제 성장

기후 변화 및 천연연료의 사용 등과 연관되어 있습니다. 

이러한 곰팡이와 토마토와 같은 

숙주 식물의 상호 작용에 대한 우리의 분자 메커니즘 이해는 

잠재적으로 진균류 병폐와 싸우기 위한 더욱 효과적인 전략을 만들 수 있으며 

이로 인한 사람들의 삶의 영향, 식량 안전, 경제 성장 등의 문제 해결에 

크게 한 걸음 다가갔음을 의미합니다. 

감사합니다.

(박수)

번역: Young You 

검토: Jihyeon J. Kim