자연과학대학 화학부 박충모 교수팀, 식물생체리듬 유전자 규명
식물은 여름에는 하루가 다르게 쑥쑥 자라지만, 겨울에는 성장을 멈춘다. 심지어 바싹 말라 죽은 것 같아 보이기도 한다. 또 낮에는 자라지만, 밤에는 멈춘다. 식물의 생체리듬은 무엇에 따라 조절될까? 국내 연구진이 이런 궁금증을 해소할 수 있을 만한 답변을 내놨다.
식물의 생체리듬을 유전자 단계부터 조절할 수 있는 실마리를 찾아낸 것. 이를 이용하면 저온이나 병해충과 같은 특정한 환경에 강한 작물을 개발할 수 있다.
서울대 박충모 자연과학대학 화학부 교수팀은"유전자는 선택적 재조합을 통해 스스로를 조절하는 능력이 있다는 `전사(轉寫)인자 유전자 자가조절 원리(PEPi)`를 규명했다"고 23일 밝혔다.
연구에 따르면 유전자가 단백질을 만들 때 갑작스럽게 환경이 변하면 이제까지와는 반대로 스스로 자기의 기능을 억제하는 단백질 양을 늘린다. 따뜻한 곳에서 잘 자라는 식물이라도 날씨가 추워지면 추위를 잘 견딜 수 있도록 에너지를 축적하는 저온 저항성 단백질을 많이 만들어낸다.
연구팀은 두해살이 풀인 애기장대의 유전자를 연구했다. 애기장대는 식물 전사인자 유전자(다른 유전자들의 발현을 조절하는 유전자) `IDD14`로부터 단백질을 만드는데, 연구팀은 이 유전자가 만드는 단백질 종류가 온도에 따라 달라진다는 것을 알아냈다. 보통 온도에서는 당대사(Sugar Metabolism)를 돕는 단백질을 만들어내던 IDD14 유전자가 날씨가 추워지면 당대사를 억제하는 다른 단백질 양을 늘려 식물이 저온에 견디게 된다는 것이다.
박 교수팀은"향후 식물의 생체시계를 조작해 특정 환경에 강한 작물을 만들 수 있을 것"이라고 말했다. 이번 연구 결과는 세계적 학술지 `Nature Communications` 5월호에 게재됐다.
서울대학교 연구처