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식물 탈분화에 관여하는 에피유전 메커니즘

분화가 완료된 진핵생물의 체세포는 탈분화(dedifferentiation) 과정을 통해 전분화능(pluripotency)을 가지는 유도 만능 줄기세포(induced pluripotent stem cell, iPS cell)로 전환이 가능하다. 식물에서는 이와 같은 세포 정체성의 가소성(plasticity)이 특히 중요하며, 이는 고착성 생물로서의 진화적 한계를 극복하는 주요한 전략으로 생각된다. 식물에서는 높은 탈분화 활성덕분에 손상 조직의 치유, 새로운 기관 형성, 체세포배 형성 등의 재분화(regeneration) 과정이 매우 효율적으로 이루어지며, 이를 위한 중간 단계로서 전분화능을 가지는 세포덩어리인 캘러스(callus)가 형성된다. 식물 캘러스는 동물에서 밝혀진 유도 만능 줄기세포와 개념적으로 유사하며, 새로운 식물 개체 혹은 조직을 만들 수 있는 전분화능을 가지고 있어 역사적으로 식물 조직배양 과정에 적극적으로 활용되어왔다.

일반적으로 식물 조직배양 기술은 분화된 조직으로부터 탈분화된 캘러스를 유도하고, 이후 전분화능을 가지는 캘러스를 다시 재분화시키는 2단계의 과정(two-step process)으로 진행된다. 최근 분자유전학 및 후성유전학적 접근을 바탕으로 식물 재분화 과정에 대한 분석과 이해가 급속도로 진전되고 있으며, 동시에 동물 유도 만능 줄기세포와의 비교 연구도 중요한 흐름이 되어가고 있다. 특히 탈분화 과정은 분화 세포 정체성의 소실과 전분화능의 획득에 대한 중요한 질문들이 포함되어있어 관련 연 구가 집중되고 있다.

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