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불안한 외부환경서 생체리듬 유지 세포 기전 '규명'

IBS 남홍길 박사, 포스텍 황태희 교수 공동연구

(대전=뉴스1) 박지선 기자 | 2013-07-08 06:32 송고

사진 왼쪽부터 IBS 남홍길 식물노화수명연구단장, 포스텍 황태희 교수. © News1


국내 연구진이 불안정한 외부 환경에도 불구하고 안정적인 세포 생체리듬을 보일 수 있는 데 대한 새로운 기전을 규명했다.

기초과학연구원(IBS)은 8일 식물 노화·수명 연구단(단장 남홍길 DGIST 교수)이 포스텍 황태희 교수팀과 공동으로 이번 연구를 수행했다고 밝혔다.

이번 연구는 기초생명현상을 이해하는 단초를 제공, 농업분야에서 작물의 성장·수확시기를 조절할 수 있는 것은 물론 생체형 정보처리 전자회로 구성의 가능성을 제시한 것으로 학계는 평가했다.

세포는 다양한 생체신호 처리구조를 갖고 있는데, 내·외부 환경에 따라 정보를 처리하면서 생존하고 성장·복제한다.

이에 관여하는 주요 인자는 자이겐티아(GI, GIGANTEA)와 라이(LHY, LATE ELONGATED HYPOCOTYL)로 자이겐티아(GI)가 라이(LHY)를 조절한다고 보고돼 있다.

연구진은 식물 생체시계의 활성조절역할을 하는 단백질인 GI가 세포핵과 세포질 2곳에 각각 존재하며 서로 반대되는 조절 신호를 보냄으로써, 생체 회로의 안정성을 유도하는 것을 밝혀냈다.

GI 단백질과 중심 조절자인 LHY가 만들 수 있는 모든 종류의 분자 네트워크 모델을 만든 연구진은 이를 실험적으로 증명해 냈다.

이를 통해 핵에 있는 GI는 LHY를 활성화 시키고, 세포질에 있는 GI는 LHY의 활성을 억제하는 것을 확인했다고 남 단장은 밝혔다.

또 핵과 세포질 GI가 구성하는 조절 회로는 외부 환경으로부터 오는 신호에 불안정성(불안정한 노이즈)이 있더라도, 식물 세포가 이 노이즈에 큰 영향을 받지 않고 안정적으로 반응하게 하는 강건성(robustness)이 있음을 확인했다.

남 단장은 자이겐티아(GI)가 식물 생체 시계의 활성조절 중요인자임을 지난 1999년 사이언스(Science)지에 발표한바 있다.

남 단장은 “이번 연구 결과를 통해 세포내 분자 네트워크의 형성과 정보 처리 및 이에 의한 생명 현상 조절을 이해하는 새로운 패러다임을 제공했다”며 “기존에 이해하기 힘들었던 여러 생명과학을 새롭게 해석하게 하는 전환점이 된다는 점에서 의미가 있다”고 말했다.

이번 연구에는 DGIST 김유미 박사․포스텍 한승민 박사과정생(공동 제1저자)이 참여, 연구결과는 세계적 학술지 ‘디벨럽먼탈 셀(Developmental Cell)’ 온라인판에 7월 4일자로 게재됐다.


pencils31@gmail.com

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