가뭄 견디는 식물 원리 분자 수준 첫 규명

건국대 윤대진 교수팀, 사막화 방지 작물 개발 토대

가뭄을 견디는 식물 원리를 분자 수준에서 처음으로 규명됐다. 이 연구는 사막화 방지 작물을 개발하는 새로운 토대가 될 전망이다.

건국대학교는 KU융합과학기술원 의생명공학과 윤대진 교수 연구팀이 가뭄에 견디는 과정을 분자 수준에서 규명했다고 16일 밝혔다.

윤 교수 연구팀은 식물이 건조한 환경에 노출되면 스트레스호르몬인 ABA(Abscisic Acid)를 합성해 생체방어유전자를 활성화해 기공을 닫고 체내수분 증발을 막아 건조에 견디게 되는데, 이 같은 일련의 과정에 관여하는 수용체(PYL), 탈인산화효소(ABI), 인산화효소(OST1)가 어떻게 활성화되고 소멸되는지에 대한 모든 과정을 분자수준에서 처음으로 규명했다.

연구에 참여한 알리 박사(왼쪽)와 윤대진 교수

이 연구는 식물학분야 저명 학술지 Molecular Plant(IF=10.8, 분야상위 1.5%) 9월호에 게재됐다. 알리악타 박사가 제1저자로, 윤대진 교수가 교신저자로 게재됐다.

건국대 연구팀은 건조스트레스 호르몬인 ABA에 의해 매개되는 신호전달 과정에는 인산화효소인 OST1 단백질이 핵심 역할을 수행한다는 사실을 밝혀냈다.

식물이 건조한 환경에 노출되면 스트레스 호르몬인 ABA를 합성하고 이렇게 합성된 ABA는 수용체인 PYR에 결합해 건조신호를 활성화하는 인산화효소인 OSTI의 활성화를 방해하는 탈인산화효소인 ABI를 OST1으로부터 격리한다. OST1은 활성화돼 하위에서 작동하는 전자조절인자들을 활성화시켜 건조에 저항성을 보이는 유전자들을 활성화하게 해 식물이 건조한 환경에 견딜 수 있게 된다.

이번 연구는 식물이 외부환경에 노출됐을 때 어떻게 신호를 활성화하고 둔감화 반응을 통해 생체방어 작용을 수행하는지에 대한 전 과정을 분자수준에서 최초로 규명했다. 윤대진 교수 연구팀은 식물환경스트레스 연구 분야를 선도해 학문적 수준을 높이는데 기여한 것으로 평가된다.

이 연구는 농촌진흥청이 지원하는 차세대바이오그린21사업의 시스템합성 농생명공학사업단 지원으로 이뤄졌다.