[과학 이야기] "못 움직인다고 당하지만은 않는다"

식물이 잎을 갉아 먹는 애벌레의 공격을 받고 방어시스템을 가동하도록 위험 신호를 보내는 과정을 생생히 보여주는 연구결과가 나와 주목된다.

매디슨 위스콘신주립대학의 식물학자 사이먼 길로이 박사 연구팀은 식물이 공격을 받을 때 칼슘이온을 통해 위험 신호를 전달하는 과정을 규명하고 이를 동영상으로 촬영해 과학저널 사이언스(Science) 최신호에 밝혔다.

식물은 중앙 신경시스템이 없지만 외부에 보이는 것처럼 애벌레 등의 공격에 아무런 대응도 못하고 수동적으로 당하지만은 않는다는 점은 이미 규명된 사실이다.

길로이 박사 연구팀은 이번 연구에서 식물이 어떻게 위험신호를 보내 방어시스템을 가동하는지를 밝혀냈다.

애벌레가 잎을 갉아 먹는 순간 동물에서와 마찬가지로 신경전달물질인 '글루탐산염(glutamate)'이 다른 잎으로 칼슘이온을 전달해 위험 신호를 보내고, 이를 통해 스트레스 호르몬과 방어 유전자를 가동해 추가 공격에 대비하게 한다는 것이다.

세포마다 갖고있는 칼슘이온은 변화하는 환경에 대한 신호 역할을 하며, 전하를 운반해 전기신호를 생산할 수 있다.

연구팀은 식물연구실에서 실험용 쥐처럼 이용되는 식물인 '애기장대(Arabidopsis)'를 이용해 칼슘 수치가 증가하면 현미경으로 볼 때 녹색을 내는 단백질을 만들어 이런 흐름을 추적했다.