건국대 연구진, 식물 스트레스 조절하는 '유전자 스위치' 규명

[서울=뉴시스]박시은 인턴 기자 = 국내 연구진이 식물이 환경 스트레스에 과도하게 반응하지 않도록 조절하는 새로운 '유전자 스위치' 메커니즘을 발견했다.

건국대학교는 글로벌식물스트레스연구센터 윤대진 교수 연구팀이 환경 스트레스에 적응하는 과정에서 작동하는 식물의 새로운 후성유전 기반 유전자 조절 메커니즘을 규명했다고 15일 밝혔다.

식물은 스트레스 반응에 대한 정교한 조절이 생존 및 생산성을 좌우하는데, 이 과정에서 호르몬 ABA(아브시스산)가 핵심적인 역할을 한다. ABA는 상황에 따라 기공을 닫아 수분 손실을 줄이고 스트레스 대응 유전자 발현을 유도하지만, 신호가 지나치게 활성화되면 생장이 억제되고 에너지 소비가 증가할 수 있어 정밀한 제어가 필요하다.

연구진은 '후성유전적 유전자 조절' 시스템이 조절 과정에 관여한다는 데 주목했다. 이는 DNA 염기 서열의 변화 없이 히스톤 변형이나 염색질 구조 변화 등을 통해 유전자 발현을 조절하는 메커니즘이다.

실험에서 모델 식물로 설정한 애기장대(Arabidopsis thaliana)를 이용해 GPS2 유사 단백질(GPS2-like protein)의 기능을 분석한 결과, 해당 단백질이 ABA 신호전달의 활성 수준을 조절하는 핵심 조절 인자임이 확인됐다.

연구진은 이러한 조절 메커니즘을 통해 식물이 가뭄 스트레스 상황에서 필요한 수준만큼만 반응하도록 조절함으로써, 과도한 스트레스 반응에 따른 성장 억제를 방지하고 환경 변화에 더 효율적으로 적응할 수 있다고 설명했다.

윤 교수는 "이번 연구는 식물의 가뭄 적응 반응이 후성유전적 전사 조절 시스템에 의해 정교하게 제어된다는 사실을 보여준 의미 있는 성과"라며 "향후 식물의 환경 스트레스 적응 연구를 더욱 확장해 나갈 계획"이라고 밝혔다.

한편 악타알리 박사가 제1저자로 이름을 올린 이번 연구 결과는 식물과학 분야 국제학술지 '플랜트 커뮤니케이션즈(Plant Communications)'에 지난 6일 온라인 게재됐으며, 연구진은 한국생물정보센터(BRIC)의 '한국을 빛내는 사람들'에도 선정됐다.


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