국립 경상대와 전남대 교수들이 공동으로 광 신호전달 조절 기전을 규명했다.
이근우 경상대 생명과학부 교수와 김정일 전남대 생명공학과 교수 공동 연구팀은 빛에 대한 식물 반응을 이해할 수 있는 광 신호전달 조절 기전을 공동 규명했다고 23일 밝혔다.
향후 식물의 광 반응성을 조절해 생산성을 높인 슈퍼 작물 개발에 새로운 방법을 제시할 수 있을 것으로 기대된다. 빛을 인지하는 `식물의 눈`이라 할 수 있는 파이토크롬 광 수용체는 단백질 키나아제(protein kinase) 도메인을 지니고 있다.
연구팀은 식물이 빛을 인지하면 키나아제를 활성화해 광 신호전달을 억제하는 하위 광 신호전달 인자를 인산화하고 분해하는 기전 작용으로 식물의 광 신호전달을 조절한다는 사실을 증명했다. 파이토크롬 광수용체는 1950년대부터 연구돼 온 식물의 가장 중요한 단백질 중 하나다. 하지만 아직까지 어떻게 식물의 광 신호전달을 조절하는지에 대한 분자적 기전은 알려지지 않았다.
연구팀은 파이토크롬이 단백질 키나아제임을 밝혔고, 이 활성이 식물의 광 신호전달을 유도하는 데 중요한 역할을 한다는 결과를 제시했다. 이번 연구로 규명한 파이토크롬에 의한 광 신호전달 조절 기전을 응용하면, 광 반응성이 증대된 고부가가치 생명공학 작물을 개발할 수 있는 방법을 제공할 수 있다. 이번 연구 성과는 전남대와 경상대라는 지역거점 국립대 간 협력으로 나왔다. 김정일 교수는 연구책임자로 이번 연구를 처음부터 끝까지 이끌었다. 이근우 교수는 김 교수팀이 밝혀낸 핵심 내용의 작용기작을 분자수준에서 설명할 수 있는 분자모델링 연구를 수행했다. 핵심 연구진행은 전남대, 투입 연구비는 경상대 시스템합성농생명공학사업단과 BK21 플러스사업단 등 경상대가 주도했다. 김정일 교수는 “생명과학 연구에서 양 대학의 장점을 살린 공동 연구를 계속해 연구성과의 질을 높여 나갈 것”이라 말했다. 연구팀은 추가 연구를 통해 단백질 키나아제 활성이 증가된 파이토크롬을 확보하고 이 유전자 활용에 관한 특허 출원을 준비하고 있다. 연구결과는 네이처 자매지 `네이처 커뮤니케이션즈` 5월 13일자에 게재됐다.
진주=임동식기자 dslim@etnews.com
