식물의 환경 적응에 관여하는 단백질 패밀리 연구자들은 최근에 동정된 식물 단백질들이 유전자의 기능을 어떻게 멈추게 하는지를 발견했다. 이 발견은
아마도 염분이 많은 토양이나 건조, 그리고 저온과 같은 환경 스트레스에 대한 저항성 식물을 만드는 연구
에 도움을 줄 것이다.
Purdue University의 연구자들은 AtCPLs라는 단백질들이 스트레스 환경에 대한 식물의 반응을 조절하는 유
전자의 발현을 유도하는데 결정적인 역할을 한다고 말했다. 그들은 the University of Arizona의 공동연구
자들과 함께 Proceedings of the National Academy of Sciences에 최근의 연구결과를 두 편의 논문으로 발
표했다.
AtCPLs는 인간에게 있어서 유전자 활성을 조절하는 효소이다. 이들 단백질 패밀리(protein family)는 C-
terminal domain phosphates family라고 불린다.
특히, 이 효소 패밀리는 유전자 발현 과정의 초기 산물인 mRNA를 생산하는데 요구되는 RNA를 조절한다. DNA
와 밀접하게 연관되어 있는 mRNA는 세포가 특정 단백질을 생산하는 지의 여부를 알 수 있게 하는 지표가 된
다.
공동 연구자인 Mike Hasegawa 박사는 AtCPLs가 식물에서는 아직 정의되지 않았으며, 관찰된 두 단백질은 중
복되면서 독특한 기능을 가지는 새로운 것이라고 말했다.
Hasegawa 박사와 공동 연구자인 Ray Bressan 박사 팀은 Arabidopsis thaliana의 돌연변이체의 염토양 스트
레스에 대한 반응을 연구하여 이 단백질들의 기능을 밝혀 냈다. cpl1과 cpl3라고 불리는 이 돌연변이 계통
들은 또한 저온과 건조에 대한 반응을 변화시키며 생장과 개화 시간을 바꾸는 것으로 보였다.
식물은 환경의 변화를 감지하고 이에 적응하는 방어 신호를 내어 환경 적응에 요구되는 특이한 유전자의 발
현을 조절하는 많은 신호전달 경로(singnal pathway)들을 작동시킨다고 Hasegawa 박사는 말한다. 이 연구
는 전사(transcription) 개시 후에 작동하는 새로운 유전자 조절 기작을 찾아낸 것이며, 이는 식물의 환경
에 대한 반응을 조절하는 것으로 보인다.
Hasegawa 박사와 Bressan 박사 팀은 주로 토양 염분에 대한 식물의 적응에 초점을 맞추었다. 그러나 많은
다른 돌연변이 계통들을 연구하여, 그들은 저온이나 건조와 같은 환경 스트레스에 대한 식물의 적응과 관련
된 유전자들를 동정하였다.
현재 과학자들은 환경 스트레스에 대한 식물 반응과 관련된 다른 단백질들을 연구하고 있다. 그들은 AtCPL
단백질 패밀리에 속하는 단백질들의 기능을 알아내어 불리한 생장 조건에 대한 식물의 저항성을 향상시키
는 연구에 생물공학을 이용하려고 한다.
* 홈페이지 참조
(http://www.niab.go.kr)
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