사막환경 견디는 식물 메커니즘 규명

경상대 이상열 교수팀


온난화로 인한 기후변동으로 지구 곳곳에서 가뭄과 급속한 사막화가 진행되고 있는 가운데 덥고 메마른 환경에서도 식물이 죽지 않고 건강하게 자라나게 해주는 식물생체 메커니즘이 국내 연구진에 의해 규명됐다.

경상대 이상열(환경생명연구센터 소장ㆍ사진) 교수팀은 생명체의 산화와 환원 반응에서 중요한 기능을 하는 티오레독신 계열 단백질(AtTDX)이 고온 및 건조 스트레스로부터 식물체를 강력하게 보호한다는 사실을 발견했다고 16일 밝혔다.

이 단백질은 스트레스가 없는 일반적인 조건에서는 저분자량의 단백질로 존재하다가 식물체에 고온이나 건조 등의 스트레스 상황이 되면 매우 빠른 속도로 거대분자 단백질 복합체로 구조가 바뀌면서 동시에 기능도 변화하는 것으로 나타났다. 이황화 환원제의 기능이 변화해 샤페론(chaperone)이라는 새로운 기능을 갖게 되는데, 이는 고온ㆍ건조 등의 스트레스에 의해 죽어가는 다양한 주요 생체 고분자 물질의 변성을 막고 활성을 상실하지 않도록 보호하는 기능을 한다.

이번에 발굴된 환경재해 내성 핵심유전자는 지구 온난화로 인한 기상이변, 가뭄, 건조 등의 심각한 환경변화에 적응 가능한 식물체 개발에 유용하게 사용될 것으로 기대된다. 특히 고온 및 건조환경에 강한 식물체를 개발함으로써 급속하게 진행되는 사막화에 대응하고 환경오염을 막는 해결책을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

이 교수팀은 그동안 식물체의 스트레스 저항성 생체방어 메커니즘을 규명하고 이를 기반으로 환경내성 형질전환 식물체를 개발하는 데 집중해 왔으며, 이번 성과도 그 일환으로 이뤄졌다. 이번 연구결과는 생명과학 분야의 세계적인 학술지인 '미국 국립과학원회보(PNAS)' 인터넷판 17일자에 게재된다.

이상열 교수는 "이번 연구 성과는 심각하게 진행되는 지구온난화 및 세계적인 기후변화로 인한 사막화나 황사 등의 환경문제를 생명공학적 방법을 이용해 근본적으로 해결할 수 있는 식물체 개발 메커니즘을 규명한 것"이라고 밝혔다.

안경애기자 naturean@