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경상·전남대 교수, “식물 광 신호전달 조절 기전 규명”

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등록 2016-05-23 18:15:23  |  수정 2016-12-28 17:06:05
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전남대학교 김정일 교수.
“광반응성 커진 고부가가치 슈퍼작물 개발가능성” 제시

【진주=뉴시스】정경규 기자 = 경남 경상대학교 자연과학대학 생명과학부 이근우 교수와 전남 전남대학교 생명공학과 김정일 교수 연구팀이 빛에 대한 식물의 반응을 이해할 수 있는 ‘광 신호전달 조절 기전’을 규명했다고 23일 밝혔다.

 대학 관계자는 앞으로 식물의 광 반응성을 조절해 생산성이 증대된 슈퍼 작물을 개발할 수 있는 새로운 방법을 제시할 수 있을 것으로 기대된다고 덧붙였다.

 연구팀은 빛을 인지하는 ‘식물의 눈’이라 할 수 있는 파이토크롬 광 수용체가 신규한 단백질 키나아제 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’에서 유래된 파이토크롬 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 이번 연구에서 파이토크롬이 단백질 키나아제임을 증명했고, 이 활성이 식물의 광 신호전달을 유도하는 데 중요한 역할을 한다는 결과를 제시했다.

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

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경상대학교 이근우 교수
 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.

 연구팀은 파이토크롬의 단백질 키나아제 활성이 감소된 돌연변이가 도입된 식물의 광 반응성이 감소함을 증명했다.

 이에 파이토크롬의 단백질 키나아제 활성이 증가된 돌연변이를 이용하여 식물의 광 반응성을 증대시킬 수 있는 가능성을 제시했다.

 연구팀은 추가 연구를 통해 단백질 키나아제 활성이 증가된 파이토크롬을 확보했으며, 이 유전자 활용에 대한 특허 출원을 준비하고 있다.

 농촌진흥청 시스템합성농생명공학사업단과 경상대 BK21 플러스 사업단의 연구비 지원으로 진행한 이번 연구결과는 세계적 학술지 '네이처'의 자매지인 '네이처 커뮤니케이션즈'에 지난 5월13일 게재됐다.

 jkgyu@newsis.com
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