남경희 교수, ‘기공세포 개폐에 대한 BAK1 단백질 기능 규명’으로 국제전문학술지 게재
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- 작성자 커뮤니케이션팀
- 보도일자 2016-04-04
남경희 교수팀이 수행한 이번 연구는 농촌진흥청 차세대 바이오그린 21사업의 지원을 받았으며 연구결과는 세계적인 과학저널 셀 (Cell Press)에서 발행하는 몰레큘러 플랜트 (Molecular Plant, 임팩트 팩터 6.337)에 3월 1일 게재되었다.
(논문명: BRI1-Associated Receptor Kinase 1 regulates guard cell ABA signaling mediated by Open Stomata 1 in Arabidopsis)
식물은 광합성으로 자가 영양생산이 가능한 유일한 고등생물군이다. 인간은 식물의 이러한 식물의 능력 덕분에 가장 근본적인 식량자원을 획득할 수 있다. 식물이 광합성을 하기 위해선 잎의 뒷면에 있는 기공세포를 통해 이산화탄소를 유입하고 부산물인 산소를 외부로 분출시킨다. 따라서 늘 열려 있어야 기체교환의 최대 효율이 생기지만 동시에 물이 함께 증발되는 증산작용도 함께 발생하기 때문에 기공세포의 개폐를 조절하는 기작에 대한 연구는 그동안 전 세계 연구진들의 최대 관심사였다.
남 교수팀은 식물의 성장을 촉진시키는 브라시노스테로이드(Brassinosteroids, BR)라는 식물호르몬의 신호전달 과정에서 수용체복합체로 작용하는 BAK1이라고 하는 단백질의 기능을 규명하는 연구를 하고 있다. 이번 연구에서는 BAK1 유전자의 돌연변이체와 BAK1을 과발현시킨 형질전환체를 이용해 BAK1 단백질이 기공개폐 과정에서 촉진자 역할을 수행할 수 있음을 밝혔다.
그동안 기공개폐 과정은 앱시스산(Abscisic acid, ABA)이라는 다른 종류의 식물호르몬에 의해 조절된다고 알려져 있었으나, 이번 연구를 통해 BAK1이 기존에 알려진 OST1과 ABI1 등 다른 단백질들의 활성을 인산화를 통해 조절할 수 있음을 증명한 것이다. 따라서 BR 신호전달과 ABA 신호전달 과정이 서로 연관되어 있음을 밝히고 기공개폐 과정이 이전에 알려진 것보다 훨씬 정교하게 이루어짐을 알리는 계기가 됐다.
남 교수는 “물 부족으로 인한 광합성 능력의 감소를 피할 수 있는 생산성 최적의 식물을 개발하는데 중요한 기초 연구자료로 활용될 수 있을 것으로 기대되며, 특히 제1저자로 참여한 Yun Shang 박사의 경우 우리대학 제1세대 외국인대학원생으로서 현재 여성건강연구소 박사 후 연구원으로 재직하는 등 전체 연구를 우리대학이 주도했다는 의의가 있다”고 밝혔다.