[프라임경제] 국립 경상대학교와 전남대학교 연구팀이 '빛이 없는 암 조건에서도 식물의 분화발달을 도모할 수 있는 새로운 파이토크롬 광수용체 돌연변이'를 발견했다.
경상대학교, 전남대학교, 농촌진흥청은 차세대바이오그린21사업 시스템합성농생명공학사업단의 전남대 김정일(생명공학과) 교수, 경상대 이근우(생명과학부) 교수 연구진이 수행한 연구결과가 미국 '식물생리학회지' 8월호에 게재됐다고 18일 밝혔다.
경상대 이근우, 전남대 김정일 교수 연구진은 지난 5월 식물 광신호전달 조절 기전 규명결과를 과학 분야 세계적 3대 저널 가운데 하나인 '네이처 커뮤니케이션'에 발표한 바 있다.
연구진은 그 후속으로 광신호를 항상 전달할 수 있는 파이토크롬 돌연변이를 개발함으로써, 식물의 광 반응성 조절을 통해 작물생산성 향상을 도모할 수 있다는 연구 결과를 발표한 것이다.
경상대 이근우 교수는 "파이토크롬의 핵심 작용기작의 이해에 연구력을 집중했다"며 "활성화자리에 존재하며 반응의 핵심적인 역할을 하는 3개의 타이로신 잔기들의 기능을 분자모델링연구를 통해 입증했다"고 설명했다.
또한 "이번 연구결과는 향후 이 단백질의 기능을 조절하고 개발하는 데 중대한 역할을 할 것"이라고 덧붙였다.
이번 연구는 빛을 인지하는 '식물의 눈'이라 할 수 있는 파이토크롬 광수용체의 돌연변이 연구를 통해 빛이 없거나 약한 조건에서도 작용할 수 있는 새로운 파이토크롬 단백질을 개발한 것이다.
파이토크롬 단백질 내 특정 아미노산 서열을 바꾸면 빛이 없는 조건에서도 세포질에서 핵으로 이동할 수 있고, 하위 신호전달인자와도 항상 상호작용할 수 있다.
따라서 그동안 발견된 고활성 파이토크롬 돌연변이들 중에서 가장 강력한 것으로 평가될 수 있다.
식물에게 빛은 광합성을 통한 에너지 확보와 주변 환경을 인지하는 신호로써 매우 중요한 역할을 한다. 따라서 식물의 광 반응성 조절은 궁극적으로 광 이용 효율을 향상시킬 수 있기에 작물의 생산성 및 바이오매스 증대에 활용될 수 있다.
이번 연구진은 "파이토크롬은 약한 빛 에서도 작용하고 식물의 웃자람 제어를 통해 광합성을 최적화시킬 수 있다"며 "향후 식물의 광 반응성 조절을 통해 슈퍼 작물개발 등 활용가능성에 주목받고 있다"고 강조했다.
