엽록체와 내막계에 위치하며 POR와 BR 수용체 BRI1을 기질로 결합하는 DAY 샤페론의 식물의 빛 성장 (photomorphogenesis) 조절 메커니즘 분석  

본 연구실은 CPP1 엽록체 샤페론의 엽록소 생합성 효소 POR를 보호하는 기작을 밝혀 2013년 Plant Cell에 발표하였다. 이번 논문은 CPP1 논문의 후속으로 CPP1의 homolog인 CPP2/DAY 샤페론의 기능을 규명하였다. 엽록체와 내막계에 위치하며 POR와 BR (Brassinosteroid) 수용체 BRI1을 기질로 결합하며 보호하는 DAY 샤페론의 식물의 빛 성장 (photomorphogenesis) 조절 메커니즘을 분석하였다. DAY 샤페론은 식물의 초기 빛 성장의 핵심인 엽록체 발달과 BR 신호전달을 동시에 조절하는 매우 중요한 식물 생장조절 인자이다. 또한 최근 BR 신호전달의 하위인자인 BZR transcription factor와 BIN2 kinase가 TOR 신호전달의 downstream effector로 작용한다는 것이 발표되었다.

DAY는 엽록체에도 존재하지만 내막계에도 위치하며 엽록소 생합성 효소인 POR와 BR receptor BRI1의 샤페론으로 작용함. DAY 단백질끼리의 상호작용을 BiFC와 co-IP를 이용하여 분석하였으며 이 상호작용은 엽록체와 내막계에서 동시에 일어난다. 또한 DAY 유전자가 RNAi기법으로 silencing 되었을 때 BRI1 receptor의 subcellular localization을 pBRI1::BRI1-GFP line과 cross하여 분석하였는데 정상조건에서는 BRI1은 애기장대 뿌리세포의 세포막에 위치하고 있는데 DAY가 결핍되면 GFP signal이 줄어들면서 세포의 내부에서 주로 발견된다. Yeast two hybrid을 이용하여 DAY가 BRI1의 cytosolic kinase domain과 아주 강하게 결합하는 것을 밝혔다. DAY 샤페론은 식물 빛 성장의 핵심인 엽록체 발달과 BR 신호전달을 동시에 조절하는 매우 중요한 식물 생장조절 인자이다.

Chaperone-like protein DAY plays critical roles in photomorphogenesis. Nature Communications 12, 4194.

이호석, 최일영, 전영, 인희경, 조희경, 김지우, 김재희, 이정민, 이성희, Julian Bünting, 서동혜, 이탁, 이두화, 이인석, 오만호, 김태욱, Youssef Belkhadir*, 배현숙* (co-corresponding author) (2021)