에 발표된 보고서에 따르면 eLife, 식물이 수백만 년에 걸쳐 진화한 단일 유전자에서 진화한 일반적인 해충인 애벌레를 인식하고 대응하기 위해 사용하는 방어 메커니즘은 보고합니다. Phys.org 포털.
워싱턴 과학자들의 연구에 따르면 콩과 같은 일부 식물은 시간이 지남에 따라 이 보호 유전자를 잃어버렸지만 전문가들은 유전자를 다시 도입하면(육종, 유전 공학을 통해) 작물이 흉작으로부터 작물을 보호하는 데 도움이 될 수 있다고 제안합니다.
식물의 건강 상태는 다음과 같습니다. 물려받은 면역 체계. 식물에서 이것은 다양한 병원체와 펩타이드를 감지하고 적절한 면역 반응을 유발할 수 있는 특정 유형의 패턴 인식 수용체를 물려받는 것을 의미합니다.
올바른 유형의 패턴 인식 수용체를 상속하면 식물이 위협을 인식하고 질병 및 해충에 대처할 수 있습니다.
이 격차를 메우기 위해 팀은 식물이 일반적인 위협인 애벌레에 대응할 수 있도록 하는 주요 진화 사건을 식별하기 시작했습니다. 녹두와 검은콩을 포함한 콩과식물 종은 애벌레가 식물 잎을 갉아먹을 때 입에서 생성되는 펩타이드에 반응하는 독특한 능력을 가지고 있는 것으로 이미 알려져 있었습니다.
과학자들은 인셉틴 수용체(INR)라고 불리는 일반적인 패턴 인식 수용체가 수백만 년 동안 변화하여 애벌레를 인식하는 능력을 얻거나 잃는지 확인하기 위해 이 식물 그룹의 게놈을 자세히 연구했습니다.
그들은 28만 년 된 단일 수용체 유전자가 애벌레 펩타이드에 대한 식물의 면역 반응과 완벽하게 일치한다는 것을 발견했습니다. 그들은 또한 처음 수용체 유전자를 개발한 가장 오래된 식물 조상의 후손들 중에 애벌레 펩타이드에 반응할 수 없는, 즉 이 유전자를 잃어버린 여러 종들이 있다는 것을 발견했습니다.
이 고대 유전자가 어떻게 현대 병원체에서 새로운 펩타이드를 인식하는 능력을 얻었는지 이해하기 위해 팀은 모든 현대 수용체의 정보를 결합하는 조상 시퀀싱이라는 기술을 사용했습니다. 28만년 전의 원래 서열을 예측하는 유전자. 이 조상 수용체는 애벌레 펩타이드에 반응할 수 있었습니다. 그러나 수용체 서열이 16개 변경된 약간 오래된 버전은 실패했습니다.
이 고대와 현대의 수용체 구조가 어떻게 다를 수 있는지를 보여주는 컴퓨터 모델과 함께 유전적 역사는 수용체가 어떻게 진화했는지에 대한 단서를 제공합니다. 이것은 32만 년 전에 조상 식물의 게놈에 핵심적인 새로운 유전자 삽입물이 도입된 후 다양한 형태의 새로운 수용체가 빠르게 진화했음을 시사합니다. 이러한 형태 중 하나는 애벌레 펩타이드에 반응하는 능력을 획득했으며, 이 새로운 능력은 현재 수십 종의 콩과 식물 자손이 공유하고 있습니다.
미래에 과학자들은 새로운 수용체 다양성을 생성하고 식물 그룹에서 아직 알려지지 않은 면역 수용체를 식별하는 게놈 수준 프로세스에 대해 더 많이 배우기를 희망합니다. 점점 더 게놈 데이터를 사용하여 이러한 접근 방식은 작물 보호를 돕기 위해 식물에 다시 도입하는 데 유용한 특성인 "누락된" 수용체를 식별합니다.