IBS 연구진, 식물 개화시기 조절하는 새 메커니즘 규명
개화유도단백질 확인…식량작물 생애연구 주춧돌 마련

IBS(기초과학연구원·원장 오세정)의 식물노화·수명 연구단(단장 남홍길) 연구진이 식물 세포 핵 내의 단백질 집합과 해산이 식물의 개화 시기 조절에 영향을 준다는 사실을 밝혀냈다. 연구단은 31일 장일 식물인 애기장대에서 개화 유도 단백질인 자이겐티아가 핵 내에 골고루 퍼져 있거나, 단백질체인 핵체에 모여있는 두 가지 형태의 핵 내 분포가 존재하는 것을 확인했다고 발표했다.

식물의 개화는 일반적으로 계절 변화 등 외부 환경과 식물이 가진 유전적 환경 등의 상호작용에 의해 조절된다. 그 중 계절의 변화, 즉 낮 길이의 변화는 식물 생체 시계에 의해서 인지된다고 알려져 있다. 특히 자이겐티아라는 단백질이 식물 생체 시계의 활성을 조절해 개화를 촉진한다는 연구결과는 남홍길 단장 연구진에 의해 1999년 사이언스(Science)에 발표된 바 있다.

연구단에 따르면 세포 핵 내 단백질 분포가 낮에는 골고루 퍼져있는 형태로, 밤에는 핵체에 모여있는 형태로 주로 관찰됐다. 또한 자이겐티아 단백질이 핵체로 모이는 것이 밤에 발현이 많이 되는 엘프4(ELF4)라는 단백질과의 직접적 결합을 통해 유도된다는 사실도 함께 밝혀냈다.

이번 연구 결과는 낮이 긴 봄에는 개화가 일찍 이뤄지지만, 밤이 길어지는 가을에는 개화가 늦어지는 장일 식물의 개화시기를 조절하는 중요한 단서로 활용될 수 있을 것으로 보인다. 실제로 개화 시기를 조절하기 위해 단백질이 핵체로 모이거나, 반대로 흩어진다는 것을 밝힌 연구는 이번이 처음이다.

남홍길 단장은 "이번 연구는 개화 조절 단백질의 핵 내 위치 조절이, 식물이 가지는 기존의 개화 조절 기작들과는 다른 새로운 방법임을 밝힌 것"이라며 "식물 발달 및 생애주기 연구를 통한 식량문제 해결을 하는 데 중요한 기반이 되는 연구다"고 말했다. 한편 이번 연구는 연구단 김유미 박사의 주도로 진행됐으며, 지난달 21일 세계적 권위학술지 셀의 자매지인 셀 리포트(Cell Reports)에 게재됐다.

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