브라시노스테로이드 논문 소개 (Nature, 2012, 2월)

2012년 2월, Nature지에는 Brassinosteroid regulates stomatal development by GSK3-mediated inhibition of a MAPK pathway라는 논문이 게재되었다.

식물은 광합성과 효과적인 수분 이용이라는 양면 과제를 조화시키기 위해서 생화학적 해부학적 조절 작용을 한다. 특히 기공 발달을 조절하는 일이 광합성 정도를 결정하는 중요한 인자다. 광합성 정도를 결정하는데 MAPK 신호전달 과정이 중요한데 애기장대에서 MAPK kinase kinase(MAPKKK)인 YDA를 브라시노스테로이드가 활성화시켜 기공 발달을 조절하는 것으로 밝혀졌다. 브라시노스테로이드의 생합성 돌연변이체나 결핍 돌연변이체, 신호전달의 음성조절자로 알려진 BIN2의 기능이 강화된 돌연변이체에서는 기공의 수나 밀도가 증가한다. 하지만 BIN2의 기질인 BZR1의 기능이 강화된 돌연변이체에서는 앞서 서술한 돌연변이와 이중 돌연변이체를 만들었을때 기공의 수가 회복이 되지 않는다는 점으로 미루어보아 기공 발달에는 BZR1과는 무관한 BIN2 상위 단백질이 중요하다는 사실을 밝혀냈다. 또한 Overlay assay, in vitro kinase assay, yeast two hybrid와 같은 실험을 통해 BIN2가 YDA를 직접 인산화시켜서 비활성화시킨다는 사실을 알아냈으며 MAPK 신호전달과정이 저해되면 하위 단계에 있는 SPCH가 MAPK 신호전달에 의해 저해되지 않기 때문에 기공 발달이 촉진될 것이다.

결국 브라시노스테로이드에 의해서 기공 발달이 억제된다는 사실은 식물의 미세한 생장 조절 메카니즘의 단면을 보여준다. 즉 세포를 신장시키고 분열을 촉진해서 식물의 생장을 꾀하는 브라시노스테로이드가 광합성을 담당하는 기공의 수를 조절한다는 사실이 매우 흥미롭다.