식물이 곰팡이에 대항하는 유전자 방어기제가 새롭게 발견되어 지난주 셀 호스트&마이크로브 저널에 발표됐다. 식물과 곰팡이 간 단백질을 주고받으며 전투를 벌이는 것을 넘어 메신저리보핵산(mRNA)으로도 싸운다는 것이다. mRNA는 단백질을 만드는 일종의 설계도로 기능한다. mRNA는 유전자 정보를 전달하는 역할도 맡는다.

연구진은 애기장대가 mRNA와 RNA 유전물질로 가득한 거품을 생성한다는 사실을 발견했다. 거품들은 곰팡이 내부로 들어가 파괴적인 단백질을 생성했다. 연구진은 해당 전략이 식물 입장에서는 작은 mRNA분자만으로도 곰팡이를 파괴할 수 있기 때문에 효과적이라고 평가했다.

헤일링 진 UC 리버사이드 대학교 미생물학자는 "mRNA는 곰팡이 세포의 미토콘드리아에서 생성되는 일부 단백질을 암호화할 수 있었다"고 분석했다. 이어 "미토콘드리아는 에너지를 생성하며 모든 세포의 발전소라고 볼 수 있다"며 "일단 내부에 (mRNA분자가) 들어가면 곰팡이 미토콘드리아 구조와 기능을 엉망으로 만들어 곰팡이의 성장과 독성을 억제한다"고 덧붙였다.

연구진은 곰팡이가 식물의 독성 거품을 받아들이는 이유를 파악하지 못했다. 한가지 가설은 곰팡이가 거품을 영양분으로 오해하고 받아들였다는 것이다. 

한편 곰팡이도 식물을 공격할 때 mRNA 전략을 사용한다. 식물에 해로운 유전물질을 전달해 면역력을 억제할 수 있다.

진은 "감염과정에서 식물과 곰팡이가 서로 싸우며 많은 분자 교환이 이루어진다"며 "이전에 (전투과정에서) 단백질을 주고받는 현상을 관찰했지만 현대기술로 또 다른 중요한 핵심 관계자들을 발견해 냈다"고 말했다.

연구진은 RNA 전달 방식을 연구해 친환경적인 살균제를 개발할 수 있기 희망했다. 진은 "해충과 병원균을 방제하기 위한 싸움은 끝이 없다"며 "곰팡이 세포 기능을 방해하는 mRNA를 전달할 수 있다면 식물이 싸움에서 더 효과적으로 싸울 수 있도록 도와줄 수 있을 것이다"고 결론지었다. 

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 Laura Baisas 기자 & 육지훈 기자