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남홍길 IBS 식물 노화수명연구단장, 김유미 박사. © News1
</figure>식물의 개화시기를 조절하는 메커니즘이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다.
31일 기초과학연구원(IBS)에 따르면 ‘식물 노화·수명 연구단’(단장 남홍길)은 세포 핵 내의 단백질 집합과 해산이 개화시기에 영향을 준다는 사실을 규명했다. 이번 연구는 김유미 박사 주도로 진행됐다.
이로써 개화시기 조절을 통해 수확을 앞당길 수 있는 길이 열려 지구촌 식량난 해결도 가능해질 전망이다.
식물의 개화는 일반적으로 계절 변화 등의 외부 환경과 식물이 가진 유전적 환경의 상호작용에 의해 조절된다.
그 중 계절의 변화, 즉 낮 길이의 변화는 식물 생체 시계에 의해서 인지된다고 알려져 있다. 특히 자이겐티아라는 단백질이 식물 생체 시계의 활성을 조절해 개화를 촉진한다는 연구결과는 남 단장 연구진이 1999년 사이언스(Science)지에 발표한 바 있다.
연구진은 장일 식물인 애기장대에서 개화 유도 단백질인 자이겐티아가 핵 내에 골고루 퍼져 있거나, 단백질체인 핵체에 모여 있는 두 가지 형태의 핵 내 분포가 존재하는 것을 확인했다.
즉 낮에는 골고루 퍼져있는 형태로, 밤에는 핵체에 모여 있는 형태로 주로 관찰된 것.
이러한 연구 결과는 낮이 긴 봄에는 개화가 일찍 이루어지지만, 밤이 길어지는 가을에는 개화가 늦어지는 장일 식물의 개화시기를 조절하는 중요한 단서가 된다는 설명이다.
남 단장은 “이번 연구는 개화 조절 단백질의 핵 내 위치 조절이 식물이 가지는 기존의 개화 조절 기작들과는 다른 새로운 방법임을 밝힌 것”이라며 “이는 식물 발달 및 생애주기 연구를 통한 식량문제 해결을 하는 데 중요한 기반이 되는 연구”라고 말했다.
이번 연구결과는 셀 자매지인 셀 리포트(Cell Reports) 3월 21일자로 게재됐다.
▲장일 식물(長日, long-day plant)개화를 하기 위해서 낮의 길이가 밤의 길이 보다 상대적으로 길어져야 하는 식물을 일컫는 말. 반대로 장일 식물에 비해 밤의 길이가 길어야 되는 식물을 단일 식물이라 한다.
▲애기장대고등 식물 중에 최초로 게놈 염기 서열 분석이 완료된 식물로 발아해서 다음 씨가 맺힐 때까지의 1세대 기간이 약 8주로 짧고, 화학물질을 쓰면 다양한 형태의 돌연변이체를 간단히 만들 수 있어 식물 연구를 위한 모델 식물로 많이 활용된다.
▲핵체(nuclear body)핵 내에 존재하는 단백질 덩어리. 수백 나노미터에서 수 마이크로미터 정도의 크기를 지니며 세포 내에 존재하는 다른 소기관들과는 다르게 막으로 둘러 싸여져 있지 않은 상태로 핵 내 특정 구역에 밀집되어 있다.