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IBIO 겸임 황일두 교수 <비바람에 끄떡없는 '튼튼한 식물' 가능성 제시>

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작성자 이주영 작성일18-09-10 11:07 조회3회 댓글0건

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황일두 포스텍 교수 연구팀 "형성층 세포분열 조절 신호 인자 확인" 

 

식물 줄기 관다발 조직 수(위)와 뿌리 두께(아래). 'BIL1-MP' 신호 전달계 조절을 받는 ARR15 양에 따라 관다발 수와 뿌리 두께가 달라진다. 왼쪽부터 야생형, ARR15 억제, ARR 과발현 식물이다. 가운데 사진을 보면 관다발 조직(빨간색 선) 수가 증가하고 뿌리 두께가 늘어나 있다. [한국연구재단 제공=연합뉴스]

 

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국연구재단은 포스텍 황일두 교수와 한소은·조현우 박사 연구팀이 형성층 세포분열과 분화를 조절하는 신호 인자 작용과정을 규명했다고 23일 밝혔다.

형성층은 식물 기둥과 뿌리에 있는 줄기세포다.

형성층 세포가 분열·분화하면서 식물이 두껍게 발달한다.

식물 부피가 클수록 연료 자원인 목재 질량이 증가하고, 무나 당근과 같은 식용작물 생산성이 늘어난다.

연구팀은 형성층 활성에 관여하는 인자들의 역할과 상호 조절의 새로운 신호 전달 체계를 살폈다.

특히 다양한 신호를 연결하는 형성층 조절 스위치로서 'BIL1' 효소 기능을 발견했다.

연구팀에 따르면 BIL1 효소는 형성층 활성 저해 단백질(MP)을 활성화한다.

MP 하위 유전자인 'ARR7'과 'ARR15' 발현으로 이어지는 건데, 이들은 형성층 활성도를 저해한다.

물관과 체관 수도 심하게 감소시켜 결과적으로 식물 두께 생장을 억제한다.  

식물 두께 생장 조절 네트워크 [한국연구재단 제공=연합뉴스]

 

이를 깨트리는 'PXY 단백질' 역할도 확인했다.

연구팀은 PXY가 'BIL1-MP' 신호 전달계를 방해해 식물 두께 생장을 다시 활성화한다는 결과를 얻었다.

황일두 교수는 "식물 전체를 키우려는 시도와는 달리 식물 두께 생장만 조절해 에너지 소비를 특정 조직 발달에 효율적으로 사용할 수 있다는 가능성을 보였다"며 "형성층 조절 네트워크는 생산성이 높은 작물뿐만 아니라 비바람에도 끄떡없는 강인한 작물 개발에도 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구)과 농촌진흥청 우장춘 프로젝트 지원으로 수행했다.

성과를 담은 논문은 네이처 플랜트(Nature Plants) 9일 자에 실렸다.

노재균 학생이 식물 형질 분석 연구를 수행해 논문 제2 저자(포스텍 학부생 연구 참여 프로그램)로 함께 이름을 올렸다.

 

2018-07-23 연합뉴스 이재림기자 walden@yna.co.kr 

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