식물 면역 수용체의 분자 모방 전략

식물과 동물은 세포 내 NLR 단백질을 통해 병원균 공격에 대한 선천 면역 반응을 보인다. 이 면역 수용체들은 병원균의 독성 이펙터 단백질을 감지하여 감염을 인지하지만, 수용체가 새로운 인식 특이성을 진화시키는 메커니즘은 아직 불분명하다. 본 연구는 식물 NLR이 병원균 이펙터의 숙주 표적을 분자적으로 모방함으로써 이펙터에 결합하고 면역 반응을 유발하는 능력을 진화시켰음을 보고한다. 보리 NLR인 MLA3는 이펙터 Pwl2를 인식하여 도열병균 Magnaporthe oryzae에 대한 저항성을 부여한다. 구조 분석을 통해 MLA3가 Pwl2의 숙주 표적인 HIPP43을 분자 모방하여 Pwl2에 결합하고 반응하는 능력을 획득했음을 확인했다. MLA3와 Pwl2의 결합면 아미노산은 HIPP43과 Pwl2의 결합면에서 고도로 보존되어 있으며, 면역 반응 유발에 필수적이다. 이러한 발견을 활용하여 호밀의 MLA 상동체인 SR50에 MLA3의 Pwl2 결합면을 도입하여 밀 줄기 녹병에 저항성을 부여하는 키메라 수용체를 생체 공학적으로 설계했다. 이 키메라 수용체는 두 가지 주요 곡물 병원균의 이펙터에 결합하고 반응하는 이중 인식 활성을 보였다. 이는 식물 면역 수용체가 병원균 공격에 대응하기 위해 정교한 모방 전략을 진화시켰음을 시사한다.