"Arabidopsis Brassinosteroid-overproducing gulliver3-D/dwarf4-D mutants exhibit altered responses to Jasmonic acid and pathogen."

우리 실험실에서 2013년 1월 Plant Cell Reports에 BR 관련 논문을 발표하였다. 애기장대 활성표지 돌연변이 집단에서 브라시노스테로이드 (BR) 생합성 억제제인 브라시나졸 (Brz)에 대한 저항성을 갖는 돌연변이를 선별하였다.이 돌연변이는 야생형보다 긴 하배축을 갖는 표현형을 보이기에 gulliver라는 이름을 붙였는데, 그 중 이 논문에서 집중적으로 분석한 것은 gulliver3-D/dwarf4-D (gul3-1D and gul3-2D)이다. 이 돌연변이들은 BR 생합성의 핵심 유전자인 DWARF4가 활성표지되어 성장 증대 표현형을 보였다. Bzr과 브라시노라이드 (BL)에 대한 반응을 살펴보았더니, 긴 하배축 표현형의 원인은 내생 BR생합성 활성이 증가되었기 때문이었다. 엽병과 잎의 길이또한 야생형보다 길었는데 야생형보다 큰 표현형에도 불구하고 바이오매스에서는 차이를 보이지 않았다. 또한 광합성율에도 상관관계가 없는 것으로 나타났다. bri1-5는 BR 신호전달 돌연변이로 난쟁이 표현형을 보이는 대표적인 돌연변이 이다. bri1-5와 gul3-1D 이중 돌연변이를 시켰을 때 bri1-5의 표현형이 억제되는 것으로 보아 gul3-1D는 BR 인식 기작에도 관여하고있다는 사실을 알아내었다. 전체적인 BR 함량이 야생형보다 6배가 높았고, 이로인해서 돌연변이의 BR 신호전달이 계속 진행되고있었다. 이를 뒷받침하는 듯 탈인산화된 BES1의 발현이 대조군에 비해 3.11배 증가되어있었다. BR이 자스몬산(JA) 신호전달에 관여한다고 밝혀져 있기 때문에, 이 돌연변이에 JA 신호전달의 영향을 알아보기 위해서 메틸자스몬산(MeJA)을 처리한 후 뿌리의 반응을 살폈더니 BR 신호전달 돌연변이 bes1-D와 같이 MeJA에 대한 민감도가 떨어져있었다. JA 신호전달에서 JIN1/MYC2에 의해 조절되는 유전자 발현을 확인해본 결과 야생형의 경우 BL처리 후 MYC2의 발현이 증가되는데에 반해 dwf4-5D(gul3-1D)는 BR때문에 생긴 MYC2포화현상으로 BL처리후에도 MYC2 발현이 크게 증가되지 않았다. JIN/MYC2는 Pst DC3000의 방어기작에 필요한 유전자라고 알려져 있기 때문에 병 저항성 실험을 해보았는데, dwf4-5D 돌연변이가 P. syringe에 대한 민감도가 증가되어있는 것으로 나타났다. 결과적으로 BR과 JA는 성장과 방어에 대한 기작의 균형을 맞추며 서로 상호작용을 하고있다는 것을 알게되었다.