국내 연구진이 식물 호르몬 옥신의 새로운 이동경로를 밝혀냈다.
김재연 경상대 교수(응용생명과학부)와 한소 연구원(제1저자)은 식물 성장에 관여하는 대장(Master) 호르몬 옥신이 세포사이를 연결하는 나노채널을 통해 이동한다는 새로운 연구결과를 내놓았다. 향후 이 나노채널을 제어해 물질이동을 조절하는 방식의 식물형질 개선 연구에 전기를 마련할 것으로 기대된다.
`옥신(Auxin)`은 빛이 오는 방향으로 휘어 자라는 식물의 굴광성(Phototropism)을 설명하는 대표적인 성장 호르몬이다. 빛이 오는 반대 면에 높은 농도로 축적되고 그 부분의 세포를 자라게 해 식물을 빛의 방향으로 휘게 만든다.
세포는 수십만개의 나노채널로 상호 간 물질을 교환한다. 하지만 옥신도 나노채널을 통해 이동하는지, 어떻게 옥신의 농도차이가 생기는지는 알려지지 않았다.
김재연 교수팀은 옥신이 나노채널로 이동할 수 있다는 점을 밝혔다. 또 나노채널을 제어하는 칼로스와 이를 만드는 효소 단백질(GSL8)을 밝혀내 결국 GSL8이 식물의 굴광성에 필수적임을 확인했다.
김 교수팀이 돌연변이 유전자를 만들어 실험한 결과, 식물은 빛의 방향으로 휘어지지 않고 곧게 자랐다. 돌연변이로 인해 칼로스 함량이 떨어졌고, 나노채널을 통한 옥신의 이동이 자유롭지 못해 굴광성에 필요한 농도차이를 만들지 못했기 때문이다.
김재연 교수는 “칼로스의 생성과 기능, 나노채널의 개폐는 식물 굴광성에 영향을 미치는 중요한 변수였다”며 “향후 칼로스 합성 조절을 통한 식물생장과 굴성 조절 방법 등 관련 응용연구가 활기를 띨 것”으로 기대했다.
한편, 이번 연구는 교육부와 한국연구재단이 추진하는 세계수준의 연구중심대학 육성사업(WCU)의 지원 아래 수행됐다. 연구 성과를 담은 논문은 셀 자매지 `디벨롭먼탈 셀(Developmental Cell)` 온라인판 1월 27일자에 실렸다.
진주=임동식기자 dslim@etnews.com
