Stress proteins on the yeast cell surface determine resistance to osmotin, a plant antifungal protein

  Osmotin은 식물 생체반응 단백질로 식물과 병원체 사이의 상호작용을 매개하는 물질이다. 식물과 병원체 사이의 상호작용은 신호 전달을 통해 이루어진다. TMV(담배모자이크바이러스)에서 병원체에 감염된 뒤 축적되는 단백질의 존재를 확인할 수 있었는데, 그런 단백질들을 PR(pathogenesis related) protein이라고 한다. 병원체에 대한 과민반응으로 발현이 유도되어 곰팡이(병원체)를 죽이거나, 성장을 억제함으로써 면역반응에 관여하게 된다. 이러한 PR protein들은 invitro, invivo 모두에서 곰팡이 생장 억제하는 것을 확인할 수 있었는데, 본 논문에서는 어떤 메커니즘으로 이러한 작용이 조절되는지 밝히고자 했다.

 

  효모는 병원균에 속하면서 증식과 군집화를 하는 특징을 가지는 강력한 genetic tool로 쓰일 수 있는 모델 생물체이다. 따라서 본 연구에서는 효모를 이용하였고, wild type이 아닌 실험실에서 사용하는 modified lineage를 활용하였다.

  유전적으로 다른 조성을 가지는 효모에서 osmotin 처리량에 따른 서로 다른cell death 패턴을확인하였다. 유전적으로 차이 나는 strain에서 strain 특이적으로 다른 cell death 결과를 유도하는 것을 확인할 수 있었고, 이와 관련된 물질이 세포벽 상에 존재하는 것을 알 수 있었다.

  오스모틴은 또한 homologous한 PR-5 A9 protein과 함께 테스트 되었는데, 이 두 유전자는 homologous gene 임에도 서로 다르게 작동하는 것을 확인할 수 있었다.

  본 논문에서는 PR protein이 어떻게 병원체의 cell death를 유도하는지를 연구하였고, 그 과정으로 오스모틴 발현 패턴이 서로 다른 lineage의 효모 세포에서 표현형을 관찰하였다. 이 과정에서 PIR 단백질을 새롭게 발견하였는데, 이 PIR 단백질이 오스모틴 반응에서 중요한 역할을 한다는 사실을 발견하였다. 식물에서 오스모틴을 생성하면 효모에서는 PIR을 생성하여 이스트의 cell surface PIR protein이 오스모틴 저항성을 보이는 것을 확인하였다. PIR 단백질의 과발현이 오스모틴에 대한 저항성을 증대시키는 것을 확인하였고, 반대로 PIR 유전자를 deletion했을 때 민감성을 증가시킨 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 세균의 세포 벽 상의 단백질이 병원체 저항성 단백질의 효과를 결정한다는 것을 확인하였다.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9192695/

Stress proteins on the yeast cell surface determine resistance to osmotin, a plant antifungal protein - PubMed