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광합성은 태양광 에너지를 화학적 에너지로 변환시키는 과정으로, 지구상의 생물학적 반응중에 가장 중요한 것 중 하나이다. 광합성은 이산화탄소를 흡수하고, 산소를 내뿜음으로써, 대기의 산소 레벨을 일정하게 유지시키며, 화석 연료 및 유기체가 존재가능하도록 하는 중요한 프로세스이다. 프랑스의 연합 연구팀은 각각 FBPase, SBPase 라고 명명된 엽록체에 대한 연구를 하던 도중, 우연히 광합성의 기원에 대한 증거를 발견하였고, 이를 토대로 새로운 가설을 제기하였다. 본 논문은 지난 6월 13일에 저명한 학술지인 lsquo;Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) rsquo;에 게재되었다. 앞서 밝힌 두 엽록체는 지난 40년간 꾸준히 연구되어 온 유기체이다. 연구팀은 Physcomitrella patens라는 식물을 재료로, 생화학적 유전학적 검사를 통해 분자단위의 구조와, 이들 엽록체의 촉매 및 비촉매 반응을 밝혀낼 수 있었다. 본 연구에서는, 이 두 엽록체가 비슷한 구조를 가지며 유사한 촉매 반응을 보이지만 비촉매 반응은 서로 다른 메커니즘을 가짐을 밝혀냈고, 이를 바탕으로 서로 다른 생물학적 기원을 가지고 있다고 유추하였다. 특히, 비촉매 반응을 조사한 결과, 두 엽록소 중 하나는 알파프로테오박테리아에서 기원하며, 또 다른 하나는 고세균류에 근접하다고 말한다. 놀라운 점은, 기원으로 유추되는 두 세균류가 광합성을 하지 않는다는 점이다. 따라서 엽록체의 기원이 고대의 비광합성 유기체에 있다 하더라도, 미지의 시대에 광합성을 통해야만 생존가능한 환경에 놓여져 있었기 때문에, 광합성 능력을 갖추게 된 것으로 유추될 수 있다. 본 연구는 광합성의 촉매 반응 비촉매 반응을 이해하는데에 중요한 역할을 하였으며, 추후 인위적인 식물 수확 조절을 가능하게 하는 데에 큰 기여 한 것으로 보인다. |
