"체관 수 늘리니 씨앗 몸집 커졌다" 국내서 최초 증명
"체관 수 늘리니 씨앗 몸집 커졌다" 국내서 최초 증명
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  • 승인 2018.06.04 14:37
  • 업데이트 2018.06.04 00:00
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"체관 수 늘리니 씨앗 몸집 커졌다" 국내서 최초 증명
포스텍 연구팀, 관련 단백질에 '줄기' 명명…"식량 부족 해결 실마리"

야생형 식물(왼쪽)과 '줄기' 유전자 발현 억제 식물 체관과 종자 비교도. '줄기' 유전자 발현 억제 시 체관 수가 크게 증가하면서 종자도 커지는 것을 확인했다.

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국연구재단은 포스텍(포항공과대) 황일두 교수, 조현우 박사, 조현섭 박사과정생 연구팀이 식물 체내 식물 체관 발달을 조절하는 과정을 처음으로 증명했다고 4일 밝혔다.

체관은 식물 체내 연결 통로다.

광합성을 통해 만들어진 에너지인 당은 체관을 통해 잎에서 줄기, 뿌리, 어린잎 등으로 분배된다.

연구팀은 애기장대나 담배 같은 관다발 식물에서 체관 발달에 관여하는 특정 단백질을 발견했다.

이 단백질은 우리말로 '줄기'(JULGI)라고 이름 붙였다.

연구팀은 '줄기' 단백질 제어를 통해 체관 수가 늘어난 식물도 개발했는데, 식물 종자의 크기와 무게 등 생산성은 최대 40%까지 증가했다.

체관 발달을 유도하는 특정 RNA(유전물질)가 접혀 있는 구조(G-쿼드러플렉스)에 결합해 체관 발달을 억제한다는 '줄기' 단백질의 구체적인 제어 과정도 밝혔다.

에너지 분배 촉진을 통한 작물 생산성 향상 모식도. 야생형 식물(위)과 체관 수가 증가한 에너지 분배 촉진 식물을 각각 표현했다. 체관 발달을 조절하는 '줄기' 유전자를 이용해 체관 수를 늘릴 수 있는데, 이를 통해 식물 체내 에너지 분배가 촉진되면서 식물 생산성이 높아진다.

'줄기' 단백질과 목표 유전자 체관 발달 조절은 지구 식생의 대부분을 차지하는 관다발 식물 진화에 결정적인 기능을 했을 것으로 연구팀은 보고 있다.

황일두 교수는 "지금까지는 이론상으로만 제안된 식물 체내 에너지 수송(분배) 능력과 생산성 사이 연관성을 최초로 증명한 것"이라며 "기후 변화에 따른 식물 생산성 저하 문제나 식량 부족 사태를 해결하는 중요한 역할을 할 것으로 기대한다"고 말했다.

왼쪽부터 포스텍 황일두 교수, 조현우 박사, 조현섭 박사과정생.

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구)과 농촌진흥청 우장춘프로젝트 지원으로 수행했다.

성과를 담은 논문은 식물 분야 최고 권위지 '네이처 플랜트'(Nature Plants) 5월 28일 자에 실렸다. 6월호에는 표지 논문으로 선정됐다.

# 기사 출처 : Nature Plants, Translational control of phloem development by RNA G-quadruplex–JULGI determines plant sink strength

walden@yna.co.kr

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