엽록체 생성 필수 유전자 규명

포항공대 황인환 교수

광합성 효율 높은 식물체 탄생 가능성


국내 연구진이 식물체에서 광합성을 담당하는 엽록체 생성과 관련된 필수 유전자를 규명하는데 성공해 광합성 효율이 높은 식물체를 만들 수 있는 가능성을 활짝 열었다.

과학기술부는 포항공대 황인환 교수 연구팀이 21세 프론티어 작물유전체기능연구사업단의 지원을 받아 '애기장대'라는 식물에 있는 'AKR2' 유전자가 식품세포의 엽록체 생성에 필수적인 역할을 한다는 것을 세계 최초로 규명했다고 13일 밝혔다.

이번 연구결과는 국제적으로 저명한 학술지 '네이처 셀 바이올로지(Nature Cell Biology)' 13일자(미국 현지시각) 인터넷판에 게재됐다.

황 교수팀은 이번 연구에서 'AKR2' 유전자가 세포질에서 합성된 엽록체의 외막 단백질들을 엽록체에 공급해 엽록체 생성에 필수적인 역할을 담당한다는 것을 밝혀냈다. 세포질에서 생성된 엽록체 단백질들이 엽록체로 이동하는데 관여하는 유전자를 밝혀낸 것은 이번 연구성과가 처음이라고 연구팀은 설명했다.

황 교수팀은 실제로 'AKR2' 유전자를 제거한 식물체의 생장을 살펴본 결과 엽록체 외막 단백질을 엽록체로 이동시키지 못해 광합성에 필요한 엽록체를 만들어내지 못했으며, 이에 따라 식물의 잎사귀가 노란색을 띠는 등 제대로 생장하지 못한다는 사실을 밝혀냈다.

이를 통해 'AKR2'가 세포질에 있는 엽록체 외막 단백질을 엽록체로 이동시켜 엽록체 생성에 필수적인 역할을 하는 유전자라는 것을 확인했다.

연구팀은 "식물의 엽록체 생성 및 기능에 대한 연구성과들은 엽록체 기능 강화를 통한 광합성 효율 증대 등의 응용연구에 활용될 것으로 기대된다"며 "광합성의 효율증대는 광합성의 원료가 되는 이산화탄소의 흡수증가로 연결돼 환경정화 기능이 강화된 식물체 개발 가능성을 제시해 준다"고 밝혔다.

박상현기자 psh21@