고려대 신정섭 교수팀… 잡종종자 개발 쉬워질 듯
식물의 번식에 꼭 필요한 꽃가루와 꽃가루관 발달에 핵심 역할을 하는 유전자가 국내 연구진에 의해 발견됐다.
고려대 신정섭 교수(생명과학부ㆍ사진) 연구팀은 두해살이풀의 한 종류인 애기장대 연구를 통해 `PLA2(phospholipase A2)' 유전자가 꽃가루 발달과 꽃가루관 신장에 중요한 역할을 한다는 사실을 발견했다고 17일 밝혔다.
이번 연구는 교육과학기술부 21세기 프론티어 작물유전체기능연구사업단(단장 최양도 교수)과 식물신호네트워크SRC센터(단장 백경희)의 지원 하에 이뤄졌다. 연구결과는 식물분야의 최고 권위 학술지인 `플랜트 셀(Plant Cell)' 온라인판 1월28일자에 게재됐다.
PLA2 유전자는 동물과 식물에 동시에 존재하는 유전자로, 동물에서는 염증반응, 신호전달 등 필수적인 생물작용에 관여하는 것으로 알려져 있다. 그러나 식물에서 꽃가루 및 꽃가루관 생성과 직접 관련돼 있다는 사실은 이번에 처음 밝혀졌다.
연구결과 이 유전자는 식물의 수분과 수정 과정에서 꽃가루가 발달하는 시기에 주로 발현하는 것으로 확인됐다. 또 PLA2 저해제를 처리하면 꽃가루관 신장이 억제되지만, PLA2 효소를 통해 만들어지는 물질(LPE)을 처리하면 꽃가루관 신장이 회복하는 것으로 밝혀졌다. 이는 PLA2 유전자가 꽃가루관 신장에 중요한 역할을 한다는 사실을 보여주는 것이다.
이 유전자를 발견함으로써 두가지 종자를 교배해 새로운 잡종종자를 개발하는 과정이 훨씬 손쉬워질 전망이다. 과수류나 꽃나무, 옥수수 등 새로운 잡종종자를 개발하기 위해서는 한 종자의 수술을 떼어내고 다른 종자의 수술을 넣어줘야 하는데, 지금까지는 이 과정에서 일일이 사람이 수술을 떼어주는 작업을 해야 했다. 그러나 이 유전자에 변화를 가하면 손쉽게 꽃가루 형성을 억제할 수 있어 수술을 떼는 작업이 필요 없어진다.
신정섭 교수는 "식물의 꽃가루 형성에 특화된 유전자가 발견된 것은 이번이 처음"이라며 "새로운 잡종종자 개발 과정에 효과적으로 활용될 것으로 본다"고 말했다.
안경애기자 naturean@
◆사진설명 : 일반적인 상태에서는 애기장대 꽃가루관이 정상적으로 신장하지만(그림A), PLA2 유전자의 기능을 없애면 꽃가루관이 제대로 자라지 못한다(그림B).
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고려대 신정섭 교수(생명과학부ㆍ사진) 연구팀은 두해살이풀의 한 종류인 애기장대 연구를 통해 `PLA2(phospholipase A2)' 유전자가 꽃가루 발달과 꽃가루관 신장에 중요한 역할을 한다는 사실을 발견했다고 17일 밝혔다.
이번 연구는 교육과학기술부 21세기 프론티어 작물유전체기능연구사업단(단장 최양도 교수)과 식물신호네트워크SRC센터(단장 백경희)의 지원 하에 이뤄졌다. 연구결과는 식물분야의 최고 권위 학술지인 `플랜트 셀(Plant Cell)' 온라인판 1월28일자에 게재됐다.
PLA2 유전자는 동물과 식물에 동시에 존재하는 유전자로, 동물에서는 염증반응, 신호전달 등 필수적인 생물작용에 관여하는 것으로 알려져 있다. 그러나 식물에서 꽃가루 및 꽃가루관 생성과 직접 관련돼 있다는 사실은 이번에 처음 밝혀졌다.
연구결과 이 유전자는 식물의 수분과 수정 과정에서 꽃가루가 발달하는 시기에 주로 발현하는 것으로 확인됐다. 또 PLA2 저해제를 처리하면 꽃가루관 신장이 억제되지만, PLA2 효소를 통해 만들어지는 물질(LPE)을 처리하면 꽃가루관 신장이 회복하는 것으로 밝혀졌다. 이는 PLA2 유전자가 꽃가루관 신장에 중요한 역할을 한다는 사실을 보여주는 것이다.
이 유전자를 발견함으로써 두가지 종자를 교배해 새로운 잡종종자를 개발하는 과정이 훨씬 손쉬워질 전망이다. 과수류나 꽃나무, 옥수수 등 새로운 잡종종자를 개발하기 위해서는 한 종자의 수술을 떼어내고 다른 종자의 수술을 넣어줘야 하는데, 지금까지는 이 과정에서 일일이 사람이 수술을 떼어주는 작업을 해야 했다. 그러나 이 유전자에 변화를 가하면 손쉽게 꽃가루 형성을 억제할 수 있어 수술을 떼는 작업이 필요 없어진다.
신정섭 교수는 "식물의 꽃가루 형성에 특화된 유전자가 발견된 것은 이번이 처음"이라며 "새로운 잡종종자 개발 과정에 효과적으로 활용될 것으로 본다"고 말했다.
안경애기자 naturean@
◆사진설명 : 일반적인 상태에서는 애기장대 꽃가루관이 정상적으로 신장하지만(그림A), PLA2 유전자의 기능을 없애면 꽃가루관이 제대로 자라지 못한다(그림B).
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