ABA는 식물에서 많은 유전자의 발현을 조절하고 스트레스 저항성, 성장, 발달 등의 표현형에 주효한 역할을 한다. 여러 단백질이 ABA 수용체로 기능하고 있으며, 더 많은 단백질이 ABA 신호 전달 과정에 관여하는 것으로 알려져 있다. 그러나 ABA 수용체의 기능 차원에서의 정체성은 여전히 명확하지 않고 또한 ABA로부터 이어지는 신호 전달 기작 또한 불분명한 지점이 많은 상태이다.
본 논문에서는 최근 연구에서 밝혀진 ABA 수용체 PYR1, 단백질 인산화효소인 2C ABI1, serine/threonine protein kinase SnRK2.6/OST1, 전사인자 ABF2/AREB1을 활용하여 ABA에 의해서 유도되는 인산화 기작을 재구성하였다. 앞서 제시한 네 가지 분자들을 원형질에 도입하면 ABA 반응으로 인한 유전자 발현을 유도할 수 있는 것을 발견하였다.
Reconstitution of ABA signaling pathway for stress responsive gene expression in Arabidopsis protoplasts
ABI1 and ABI2 inhibit SnRK2.6 by dephosphorylation
The combined effect of ABA, PYR1 and ABI1 on SnRK2.6 phosphorylation of GST- ABF2 fragment in vitro
Effect of PP2C mutations on ABA response phenotypes and kinase activities of SnRK2s
이러한 원형질체 내의 메커니즘 재구성 분석은 대사과정에 포함되는 다양한 kinase family, 단백질, 기질, 수용체 등의 분자들 각각의 기능을 확인하는데 활용된다. 본 연구에서 얻은 결과는 SnRK2 kinase의 기본 상태가 자가 인산화 된 활성 상태이고, SnRK2 kinase의 PP2C와의 물리적 상호작용 및 탈인산화를 통해 비활성 상태로 유지되는 것을 시사한다.
따라서 본 연구를 통해 ABA가 존재할 때 PYR/PYL 수용체 단백질이 SnRK2와 PP2C 사이의 상호작용을 저해해 SnRK2의 PP2C 매개 탈인산화를 방지하고 SnRK2 kinase의 활성화를 유도할 수 있음을 밝혔다. 이 결과는 ABA 신호전달과정에 대한 새로운 통찰을 제공하며 또한 ABA 신호전달경로의 최소 단위를 정의한 것이라고 볼 수 있다.
