[스마트경제 복현명 기자] 윤대진 건국대학교 KU융합과학기술원 의생명공학과 교수 연구팀이 식물이 가뭄에 견디는 과정을 분자 수준에서 처음으로 규명, 아픙로 사막화 방지 작물 개발의 새로운 토대를 마련했다.
윤 교수 연구팀은 식물이 건조한 환경에 노출되면 스트레스호르몬인 Abscisic Acid(ABA)를 합성해 생체방어유전자들을 활성화시키고 그 결과 기공을 닫고 체내수분의 증발을 막아 건조에 견디게 되는데 이런 일련의 과정에 관여하는 수용체(PYL), 탈인산화효소(ABI), 인산화효소(OST1)가 어떻게 활성화되고 소멸되는지에 대한 전 과정을 분자수준에서 최초로 규명했다.
이 연구는 식물학분야 저명 학술지 Molecular Plant (IF=10.8, 분야상위 1.5 %) 9월호에 게재됐다.
식물은 이동할 수 없지만 변화된 환경을 감지하고 적응하는 능력을 가지고 있다. 식물이 건조한 환경에 노출되면 스트레스 호르몬인 ABA를 합성하고 신호전달물질로 작용하여 생체방어유전자를 활성화하며 이를 통해 기공의 개폐를 조절함으로서 수분의 증발을 막고 건조한 환경에 견딜 수 있게 된다.
건국대 연구팀은 건조스트레스 호르몬인 ABA에 의해 매개 되어지는 신호전달과정에는 인산화효소(Kinase)인 OST1단백질이 핵심적인 역할을 수행한다는 사실을 밝혀냈다.
식물이 건조한 환경에 노출되게 되면 스트레스 호르몬인 Abscisic Acid (ABA)를 합성하고 이렇게 합성된 ABA는 수용체인 PYR에 결합하여 건조신호를 활성화는 인산화효소인 OST1의 활성화를 방해는 탈인산화효소인 ABI를 OST1으로부터 격리시킨다.
OST1은 활성화돼 하위에서 작동하는 전자조절인자들을 활성화시켜 건조에 저항성을 보이는 유전자들을 활성화하게 돼 식물이 건조한 환경에 견딜 수 있게 된다.
이번 연구는 식물이 외부환경에 노출되었을 때 어떻게 신호를 활성화하고 또한 둔감화 반응을 통하여 생체방어 작용을 수행하는지에 대한 전과정을 분자수준에서 최초로 규명한 성과다.
또 이번에 규명한 원리를 이용해 건조에 저항성을 가진 식물체를 개발, 사막이나 건조지역에 작물을 재배할 수 있고 미래 인류가 당면한 식량문제를 해결하는 데 기여할 것으로 기대된다.
한편 이번 연구는 농촌진흥청이 지원하는 차세대바이오그린21사업의 시스템합성 농생명공학사업단 지원으로 수행됐다.
복현명 기자 hmbok@dailysmart.co.kr
