plant transformation - 아그로박테리움의 역할

간단하게 요약하면 아그로박테리움은 식물에 질병을 발생시키는 박테리아인데, 박테리아 그 자체가 식물세포 속으로 들어가는 것이 아니라 플라스미드가 들어가서 병을 일으킨다. 이 아그로박테리아를 이용해 식물세포에 유용한 유전자를 이식하는 방법이 아그로박테리움법 이라는 거~!! 

*플라스미드(plasmid) : 세포 내에서 핵 이외의 세포질 속에 있는 DNA. 생명공학에서는 세균인 이것에 특정 유전자를 집어넣어 벡터로서 이용된다.

반응은 다음과 같다~

식물을 유전적으로 형질전환시키기 위해서 아그로박테리움은 T-복합체라고 부르는 일종의 핵산-단백질 복합체 형태로 유전재료를 기주 세포의 핵 속으로 수송한다. 핵 안으로 일단 들어가고 나면 그 T-복합체는 기주 염색체에 도달해서 그 기주 세포의 유전 재료 속으로 통합된다. 아그로박테리움은 다양한 생물학적 과정을 전개해서 기주 세포를 유전적으로 변환시킨다. 그래서 아그로박테리움은 세균과 진핵 세포간의 유전재료 수송을 연구할 수 있는 특별한 모델 시스템으로의 역할을 갖는다. 또한 세포 핵 속으로 유전재료를 수송하는 모델로서도 역할을 감당한다.  

스토니 브룩 (Stony Brook)에 있는 뉴역주립대학의 Vitaly Citovsky와 동료들은 식물 단백질 VIP1이 침입하는 세균 T-복합체를 기주 세포 핵 속으로 전달하는 것을 돕는다는 것을 입증했다. 그 다음에 VIP1은 그 T-복합체가 식물 지놈 안으로 통합되도록 이끌어간다. 그 표적화 과정은 VIP1이 기주 뉴클레오솜에 직접 상호작용하면서 일어난다. 뉴클레오솜이란 단백질-DNA 구조로서 염색체를 이루는 기본 단위이다.

기주 염색체에 도달하면 그 T-염색체는 단백질 성분의 외피를 잃어버리게 되어 T-DNA 통합을 가능하게 한다. Citovsky 연구팀은 이 탈외피화가 T-복합단백질이 분해되기 시작할 때 일어나는 것 같다는 것을 보여주었다. 그 연구팀은 이 분해를 가능하게 해주는 세균과 식물 요인을 동정했다. 이 실험으로 유전형질전환 과정에 관여하는 세포 기능 가운데 많은 것들이 기주 세포 속으로 도입된 세균 병원성 단백질에 의해서 모방되거나 증대된다는 것도 보여주었다.

출처- 국립농산물품질관리원 LMO안전관리시스템, 식품의약품안전청