[베리타스알파=김하연 기자] 식물의 두께 생장을 조절하는 줄기세포의 신호전달 네트워크가 밝혀졌다. 한국연구재단은 포스텍 황일두 교수, 한소은·조현우 박사 연구팀이 형성층의 세포 분열과 분화를 조절하는 신호인자의 작용과정을 규명했다고 23일 밝혔다.
형성층은 식물의 기둥과 뿌리에 있는 줄기세포로서, 형성층 세포가 분열․분화하면서 식물이 두껍게 발달한다. 식물의 부피가 클수록 연료자원인 목재의 질량이 증가하고, 무와 당근과 같은 식용작물의 생산성이 증가하기 때문에 이 분야의 연구 가치가 상당히 높다.
연구팀은 형성층의 활성에 관여하는 인자들의 역할과 상호 조절의 새로운 신호 전달 체계를 규명했다. 특히 다양한 신호들을 연결하는 형성층 조절 스위치로서 BIL1 효소의 기능을 밝혔다. 구체적으로, BIL1 효소가 형성층 활성 저해 단백질로 알려진 MP을 활성화한다. 이로써 MP의 하위 유전자인 ARR7과 ARR15가 발현되며, 이들이 형성층의 활성도를 저해하고 식물의 두께 생장을 억제한다. 또한 BIL1-MP 신호전달계는 PXY 단백질에 의해 저해되었다. 즉, PXY가 BIL1을 통해 식물의 두께 생장을 재활성화한다는 것을 보여준다.
황일두 교수는 “식물 전체 크기를 키우려는 연구와 달리, 이 연구는 식물의 두께 생장만 조절하여 식물 에너지 소비를 특정 조직의 발달에 효율적으로 사용할 수 있는 가능성을 보여 주었다”라며 “이번 연구에서 밝힌 형성층 조절 네트워크는 생산성이 높은 작물뿐만 아니라, 비바람에도 끄떡없는 강인한 작물 개발에도 기여할 수 있다”고 밝혔다.
연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구), 농촌진흥청 우장춘프로젝트 지원으로 수행되었다. 국제학술지 네이처 플랜트(Nature Plants) 7월 9일에 게재됐다. 특히, 이 연구에 포스텍 학부생 연구 참여 프로그램을 통해 노재균 학생이 식물 형질 분석 연구를 수행해 제2저자로 기여했다.
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