식물 성장 촉진형 항균 지질 나노입자

지질 나노입자(LNP)는 생체 적합성과 안전성으로 인해 생물의학 분야에서 널리 활용되지만, 식물 시스템으로의 적용은 제한적입니다. 본 연구는 식물 세균성 질병에 효과적으로 대응하기 위해 항균 화합물 발굴, 식물 맞춤형 나노 운반체 설계, 그리고 작용 메커니즘 규명을 통합하는 전략을 수립했습니다. 연구팀은 티몰 기반 4차 암모늄 화합물들을 합성했으며, 그중 C2가 강력한 항균 활성(EC50 = 0.78 µg/mL)을 가진 선도 물질임을 확인했습니다. C2를 지질 나노입자에 공동 조립(co-assembly)한 C2@LNP는 감염 관련 산성 조건에서 pH 반응성 방출을 보였고, 82.41%의 높은 약물 봉입 효율을 달성했습니다. 이 식물 맞춤형 LNP 시스템은 잎 침착, 액적 거동, 미세 접착 분석을 통해 큐티클 침투 및 엽면 잔류성을 향상시킴을 입증했습니다. 그 결과, C2@LNP는 적은 투여량으로도 질병 제어 효과를 크게 개선하여, 자유 C2 대비 보호 효능은 1.94배, 치료 효능은 1.56배 증가했습니다. 특히, 나노 운반체의 특정 지질 성분, 특히 HSPC는 식물 성장 촉진 가능성을 보였습니다. 메커니즘 연구에 따르면, 향상된 항균 성능은 quorum sensing 억제, 막 파괴, 그리고 세포자멸사 유사 세포 사멸 유도에 기인합니다. 본 연구는 환경 친화적인 작물 보호를 위한 지속 가능한 살충제 전달 패러다임을 제시하며, 농업 분야에서 LNP의 잠재력을 확장합니다.