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동향 기본정보
작물 성장을 돕는 유전자 발견
동향 개요
| 기관명 | NDSL |
|---|---|
| 작성자 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 | 2019-07-01 00:00:00.000 |
| 내용 | 케임브리지 대학(University of Cambridge) 및 보르도 대학(University of Bordeaux) 소속 식물학자들은 최근 영양소의 트래피킹 병목현상(trafficking bottleneck)을 완화시켜 잠재적으로 작물 수확량을 증가시키는 데 도움을 줄 수 있는 유전자를 발견하는 데 성공했다. 전세계의 식물학자들은 작물 수확량을 지속적으로 늘리기 위해 다양한 전략을 개발하고 있다. 식물 내 영양소의 이동에 영향을 미치는 요인에 대한 이해는 궁극적으로 생산적인 작물 번식을 가능케 하는데, 이는 수확되는 식물의 특정 부분(종자, 과실 등)에 유기 영양물을 직접적으로 전달하는 것이 가능하다는 의미로 볼 수 있다. Sainsbury Laboratory Cambridge University(SLCU) 소속 YrjO Helariutta 교수 연구팀 및 University of Bordeaux/CNRS 소속 Dr. Emmanuelle Bayer 박사연구팀은 최근 영양소 트래피킹(nutrient trafficking)에 영향을 미치는 새로운 유전자인 Phloem Unloading Modulator(PLM)을 발견하였다. 이 유전자는 인접한 식물세포를 연결하는 통로인 플라스모데마타(Plasmodesmata)를 변경하여 트래피킹에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 이러한 나노 수준의 세포막(membrane) 터널은 세포벽을 가로질러 식물세포를 연결하고 필수 물질을 전달한다. Nature Plants 저널에 발표된 동 연구논문에 따르면, PLM 유전자가 결핍된 돌연변이 애기장대(Arabidopsis Thaliana)의 뿌리에 위치한 체관부(Phloem)에서 더 많은 물질을 방출하는 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 형광단백질(fluorescent protein)을 사용하여, PLM 유전자가 체관부를 통해 이동하는 물질의 양을 조절하는 역할을 하고 있음을 확인하였다. 연구팀은 동 유전자의 메커니즘을 이해하기 위해 묘목 식물의 뿌리에 존재하는 각각의 세포 경계면을 관찰했다. 연구팀의 Dawei Yan박사는 “우리 연구팀은 동 실험을 통해 돌연변이 PLM이 관다발 조직에서부터 뿌리에서 빠르게 성장하는 조직에 이르기까지 영양분이 외부로 빠져나가는 트래피킹 병목현상을 완화시킨다는 것을 발견했다. 특히, PLM은 Phloem Pole Pericycle(PPP)와 내배엽 세포(endodermal cells) 사이의 경계면에서 활발하게 작용하는 것으로 나타났다. PLM 유전자를 제거하는 경우, 식물이 필요한 곳에 영양소를 보다 신속하고 효율적으로 전달할 수 있을 것으로 보인다”고 설명했다. 그는 영양소 전달의 증가로 돌연변이 식물의 성장속도가 기존에 비해 빠르게 증가했다고 덧붙였다. 연구팀은 추가적인 실험을 통해 PLM이 식물 발달 및 환경에 대한 반응과 관련된 지질(lipid)의 한 종류인 스핑고지질(sphingolipids)의 생합성에 관여하고 있음을 발견했다. 기존에 연구팀은 플라스모데마타의 멤브레인에 스핑고지질이 풍부하다는 사실을 발견한 적은 있었으나, 스핑고지질이 플라스모데마타의 기능과 연관이 있다는 사실은 이번 연구를 통해 처음으로 밝혀졌다. 다음으로, 연구팀은 PLM이 세포간 전이에 어떻게 영향을 미치는 지 밝히기 위해 PLM이 플라스모데마타의 밀도에 미치는 영향에 대해 조사했다. 이를 통해 연구팀은 PLM이 플라스모데마타의 밀도에 영향을 미치는 조절체인 칼로스(callose)를 바꾸지는 않는 다는 사실을 발견했다. |
| 출처 | |
| 원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2019005279 |
| 첨부파일 |
추가정보
| 과학기술표준분류 | |
|---|---|
| ICT 기술분류 | |
| 주제어 (키워드) | 1. 영양소 병목현상,작물 수확량,녹색혁명,유기 영양물,유전자,단백질,세포막 2. nutrient trafficking bottleneck,crop,crop yield,gene,green revolution,protein,organic nutrients,membrane |