연구성과

POSTECH, 식물 기관 형성 조절 리모컨 단백질 첫 규명

2014-01-07534
식물 속 ‘성장 리모컨’ 누르면 환경변화에도 생장 ‘문제 없어’

황일두 교수(46), 조현우(29)․류호진(36) 박사팀 
 
뿌리는 식물이 자라고 생존하는데 필수적인 기관으로, 식물이 광합성을 하기 위해 필요한 물과 무기염류를 제공한다. 또, 이 뿌리는 토양에 따라 식물체를 지지하는 정도와, 외부 환경 변화를 인식해 생장을 조절하는 감각기관이기도 하다. 이 뿌리 속에 있는 성장 리모컨을 조절하면 척박한 환경에서도 잘 자랄 수 있는 식물을 개발할 수 있다는 사실을 POSTECH(포항공과대학교) 연구팀이 밝혀냈다.
 
POSTECH 황일두 교수(46), 조현우(29)류호진(36) 박사팀은 펩타이드*1 신호에 의해 활성화되는 BIN2 단백질이 옥신이라는 호르몬 신호의 강도를 조절해 식물의 새로운 기관 형성을 컨트롤한다는 사실을 규명, 네이처지의 자매지인 네이처셀바이올로지(Nature Cell Biology) 온라인판을 통해 발표했다.
이 저널이 대표논문(full article)으로 외부 연구자의 설명과 함께 집중적으로 소개하며 학계의 관심을 반증한 이 연구는 식물체에 존재하는 작은 펩타이드가 체관을 통해 이동하는 것 외에도 주변의 세포에 새로운 기관을 형성하도록 조절하는 리모컨으로 기능한다는 사실과 그 메커니즘을 밝힌 첫 연구다.
 
지금까지 펩타이드는 줄기세포를 유지하는데 관여한다는 사실 외에는 거의 알려지지 않았다. 또, 식물이 형성되는 과정에서 어떻게 줄기나 뿌리 같은 다양한 기관들이 옥신이라는 하나의 호르몬에 의해 각자 다르게 형성되는지에 대한 물음은 식물발생학의 가장 큰 숙제이기도 했다.
 
황 교수팀은 펩타이드가 옥신을 조절하는 리모컨과 같은 기능을 하고, BIN2라는 효소를 통해 기관 형성을 조절한다는 사실을 알아냈다.
이와 함께 연구팀은 이 리모컨을 이용해 뿌리의 2차 생장기관이자 물과 무기양분의 흡수를 주로 담당하는 곁뿌리의 발달을 획기적으로 촉진시킬 수 있다는 결과를 추가로 얻었다.
 
이를 인삼이나 고구마와 같은 뿌리작물에 응용할 경우 환경 변화에 대응해 생산량을 증가시킬 수도 있으며, 이 리모컨의 사용법에 대한 연구가 열매나 잎, 꽃, 줄기 등으로 진척될 경우 일부 기관을 발달시키는 맞춤형 고부가가치 작물 개발도 가능할 것으로 기대된다.
 
 
 
1. 펩타이드
2개 이상의 아미노산 사이의 물이 떨어져 나가고 차례로 연결되어 사슬모양으로 결합된 화합물의 총칭.