곽준명 대구경북과학기술원(DGIST) 뉴바이올로지전공 교수 연구팀이 식물의 기공 움직임을 조절하는 새로운 단백질을 발견했다. 이 단백질의 칼슘 채널 활성화 원리도 밝혀냈다. 연구결과는 세계 학술지 셀(Cell)의 자매지인 `셀 리포츠(Cell Reports) 온라인판 6일자에 실렸다.
이번 연구는 물이 부족한 곳에서 식물 성장을 유지하고 칼슘 부족이 식물 세포를 죽이는 것을 미연에 막을 수 있다.
곽 교수 연구팀은 애기장대를 이용해 공변세포(한 쌍이 마주 붙은 채 기공을 이루는 세포)에서 GLR 단백질 칼슘 채널을 최초로 발견했다. 또 특정 아미노산이 이 칼슘 채널을 활성시켜서 세포 내로 칼슘 이온을 유입시키는 역할을 수행한다는 사실을 실험으로 입증했다.
식물은 잎 표면에 미세한 구멍인 기공을 수만개 갖고 있다. 광합성에 필요한 이산화탄소를 식물 체내로 받아들이고, 광합성 부산물인 산소와 물을 대기 중으로 내보내는 역할을 한다.
기공의 움직임을 조절하는 세포 메커니즘은 식물 생존과 성장에 필수다. 특히 칼슘은 중요한 작용 인자로 알려져 있다. 그러나 칼슘 채널 연구는 아직까지 걸음마 단계다.
연구팀은 GLR 단백질로 이뤄져 있을 것으로 추정된 새로운 칼슘 채널 존재를 확인하기 위해 20가지 아미노산을 애기장대 잎을 대상으로 실험했다. 그 결과 L-메티오닌 아미노산이 `GLR3.1`과 `GLR3.5` 단백질로 이루어진 칼슘 채널과 반응함을 확인했다.
곽 교수는 “이번에 발견한 단백질 칼슘 채널이 식물 세포 내 칼슘 농도 조절에 핵심 역할을 한다는 사실을 규명한 것에 의의가 있다”고 밝혔다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
