과학자들이 농작물을 물리치는 방법을 발견했습니다

University of California - Riverside 작성2023년 8월 5일

연구자들은 회색곰팡이가 지질 기포를 사용하여 식물 면역을 침묵시키는 RNA를 운반하여 수십억 달러의 농작물 손실을 초래한다는 사실을 발견했습니다. 이번 연구 결과는 이러한 거품을 표적으로 삼는 새로운 친환경 살균제로 이어질 수 있으며 잠재적으로 독성 화학 물질 없이 효과적인 솔루션을 제공할 수 있습니다.

딸기와 토마토를 포함한 다양한 과일과 채소를 감염시켜 연간 수십억 달러의 작물 손실을 초래하는 회색 곰팡이는 농부들에게 지속적인 문제가 되어 왔습니다. 이제 연구자들은 작물에 독성 화학 물질을 뿌릴 필요 없이 이 곰팡이를 퇴치할 수 있는 새로운 방법을 발견했습니다.

퍼지 회색 물질로 덮인 딸기를 본 적이 있다면 회색 곰팡이의 영향을 목격한 것입니다. 이 강력한 곰팡이는 1,400종 이상의 식물에 영향을 미치며 현재까지 효과적인 치료법이 없습니다. 이를 제어하는 ​​열쇠는 곰팡이 세포에서 분비되는 지질 "거품"의 발견에 있을 수 있는데, 이는 일부 과학자들이 이전에 중요하지 않은 것으로 간과했던 특징입니다.

실제로 UC Riverside의 새로운 연구에 따르면 이러한 거품은 박테리아와 포유류뿐만 아니라 다양한 유형의 곰팡이를 포함하여 병원체와 숙주 사이의 통신에 필수적이라는 사실이 밝혀졌습니다. 이 경우 연구자들은 회색 곰팡이가 성공적인 감염을 위해 거품을 사용하는 방법을 배웠다는 것을 발견했습니다.

연구 프로젝트를 주도한 UCR 미생물학 및 식물 병리학 교수인 Hailing Jin은 "세포외 소포라고도 불리는 이러한 지질 거품의 중요한 기능은 분리하고 연구하기 어렵기 때문에 수십 년 동안 간과되어 왔습니다"라고 말했습니다.

“Now we know the mold, just like its plant hosts, also uses extracellular vesicles to protect and deliver what amount to weapons — small RNARibonucleic acid (RNA) is a polymeric molecule similar to DNA that is essential in various biological roles in coding, decoding, regulation and expression of genes. Both are nucleic acids, but unlike DNA, RNA is single-stranded. An RNA strand has a backbone made of alternating sugar (ribose) and phosphate groups. Attached to each sugar is one of four bases—adenine (A), uracil (U), cytosine (C), or guanine (G). Different types of RNA exist in the cell: messenger RNA (mRNA), ribosomal RNA (rRNA), and transfer RNA (tRNA)." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">식물의 면역체계와 관련된 유전자를 침묵시키는 RNA 분자”라고 진은 말했다.

농산물에 회색 곰팡이가 자랍니다. 신용: Hailing Jin/UCR

This finding is detailed in the journal Nature Communications<em>Nature Communications</em> is a peer-reviewed, open-access, multidisciplinary, scientific journal published by Nature Portfolio. It covers the natural sciences, including physics, biology, chemistry, medicine, and earth sciences. It began publishing in 2010 and has editorial offices in London, Berlin, New York City, and Shanghai. " data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">연구자들은 회색곰팡이가 지질 기반 기포에서 독성 RNA를 분비할 뿐만 아니라 특정 단백질이 곰팡이가 기포를 생성하는 능력의 핵심이라는 사실을 보여주는 Nature Communications에 게재되었습니다.

테트라스파닌이라는 단백질이 거품 표면에 나타납니다. 연구진은 곰팡이의 테트라스파닌 생성 능력을 제거하면 곰팡이의 기포 분비 및 전달 능력이 크게 감소한다는 사실을 발견했습니다.

진 박사는 “소포의 이 핵심 구성 요소를 녹아웃시키면 작은 RNA나 숙주 면역을 억제하는 다른 분자의 무기를 전달하는 능력을 약화시킬 수 있다”고 말했다.

이전에 같은 연구팀은 곰팡이가 작은 RNA 분자를 생산할 수 있게 하는 유전자도 확인했습니다. 이러한 유전자와 곰팡이가 테트라스파닌을 생성하도록 허용하는 유전자를 제거하면 회색곰팡이병을 억제하는 차세대 "RNA 살균제"가 가능해질 것입니다.