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경상대·전남대, 식물 광 신호전달 조절 기전 규명
광반응성 커진 고부가가치 슈퍼작물 개발가능성
기사입력: 2016/05/23 [16:47]
양혜정 기자 양혜정 기자의 다른기사 보기 필자의 다른기사 보기
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▲ 경상대 이근우 교수,  전남대 김정일 교수    

경상대학교와 전남대학교 두 거점국립대학교 생명과학 교수들의 공동연구가 빛났다.


경상대 생명과학부 이근우 교수와 전남대학교 생명공학과 김정일 교수 연구팀이 빛에 대한 식물의 반응을 이해할 수 있는 광 신호전달 조절 기전을 규명했다.

 

이 연구는 앞으로 식물의 광 반응성을 조절해 생산성이 증대된 슈퍼 작물을 개발할 수 있는 새로운 방법을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.


연구진은 빛을 인지하는 ‘식물의 눈’이라 할 수 있는 파이토크롬 광 수용체가 신규한 단백질 키나아제 (protein kinase) 도메인을 지니고 있으며, 빛을 인지하면 보유한 단백질 키나아제 활성을 이용해 광 신호전달을 억제하고 있는 하위 광 신호전달 인자들을 인산화시켜 분해시키는 기전으로 식물의 광 신호전달을 조절하고 있음을 증명했다.


‘식물의 색(plant color)’에서 유래된 파이토크롬(phytochrome) 광수용체는 1950년대부터 활발히 연구되고 있는 식물의 가장 중요한 단백질 중의 하나이다. 하지만 아직까지 어떻게 식물의 광 신호전달을 조절하는지에 대한 분자적 기전은 알려지지 않았다.


1950년대부터 연구된 파이토크롬 광 수용체의 작용 기전은 오랜 기간 수수께끼로 남아 있었는데, 이번 연구에서 파이토크롬이 단백질 키나아제임을 증명했고, 이 활성이 식물의 광 신호전달을 유도하는 데 중요한 역할을 한다는 결과를 제시했다.


식물에게 빛은 광합성을 통한 에너지 확보와 주변 환경을 인지하는 신호로서 매우 중요하다.

 

따라서 식물의 광 반응성 조절은 궁극적으로 광 이용 효율을 향상시킬 수 있기에 작물의 생산성 및 바이오매스 증대에 활용될 수 있다.

 

이에 이번 연구에서 규명한 파이토크롬에 의한 광 신호전달 조절 기전을 이용하면, 광 반응성이 증대된 고부가가치 생명공학 작물을 개발할 수 있는 방법을 제공할 수 있어 주목받고 있다.


이번 연구결과는 세계적 권위의 학술지 ‘네이처’의 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5월 13일자에 게재됐다.

 

이 연구는 농촌진흥청 시스템합성농생명공학사업단과 경상대 BK21 플러스 사업단의 연구비 지원으로 경상대·전남대 연구진에 의해 수행됐다.

 

특히 이번 연구는 전남대와 경상대 등 지역거점 명문대학교 간 협력이 돋보인다.


이 교수와 김 교수는 “이번 성공 사례를 통해 이미 환상적 협력관계를 구축한 두 연구팀은 앞으로도 계속해 생명과학 연구에 있어 각자의 장점을 살려 연구성과의 질을 올릴 수 있는 공동연구를 계속해 나아갈 것”이라고 밝혔다.

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