질소 고정은 대기 질소가 암모니아로 전환되는 과정으로, 식물에 의해 단백질 및 기타 질소 함유 화합물을 생산할 수 있습니다. 이 과정은 식물 성장에 필수적이지만 에너지 집약적도 매우 중요합니다. 콩과 식물은 regumes의 뿌리에 결절에 사는 박테리아 인 rhizobia와 공생 관계를 발전 시켰습니다.
뿌리 줄기가 콩과 식물의 세포벽을 어떻게 침해하는지에 대한 논쟁은 125 년 넘게 진행되어 왔습니다. 일부 과학자들은 rhizobia가 "세포벽 분해"라는 과정을 사용한다고 생각하며,이 과정에서 식물의 세포벽을 분해하는 효소를 분비합니다. 다른 사람들은 rhizobia가 "침습"이라는 과정을 사용한다고 생각합니다.이 과정은 식물의 세포벽에 물리적으로 침투합니다.
그들의 연구에서, JBEI 팀은 현미경과 분자 생물학 기술의 조합을 사용하여 뿌리 줄기가 세포벽 분해와 침습을 사용하여 콩과 식물의 세포벽을 위반 함을 보여줍니다. 팀은 뿌리 줄기가 먼저 식물의 세포벽을 분해하는 효소를 분비 한 다음이 효소를 사용하여 세포벽을 물리적으로 침투시킬 수있는 채널을 만듭니다.
이 발견은보다 효율적인 질소 고정 작물의 개발에 중요한 영향을 미칩니다. rhizobia가 콩과 식물의 세포벽을 어떻게 위반하는지 이해함으로써 과학자들은 rhizobia 감염에 더 내성이있는 작물을 설계 할 수 있으며, 이는 질소 고정을 증가시키고 작물 수율을 향상시킬 수 있습니다.
JBEI 이사 인 Jay Keasling은“이 연구는 콩과 식물과 뿌리 줄기 사이의 공생 관계의 기초가되는 분자 메커니즘에 대한 새로운 이해를 제공한다. "이 지식은보다 효율적인 질소 고정 작물의 개발로 이어질 수 있으며, 이는 글로벌 식량 안보에 큰 영향을 줄 수 있습니다."
