안지훈·이정환 교수, 기온변화 감지하는 식물 온도계 단백질 규명…사이언스지 게재

안지훈 교수

아주경제 이한선 기자= 국내연구진이 기온변화를 감지하는 식물의 온도계 단백질을 규명했다.

미래창조과학부는 안지훈 고려대학교 생명과학과 교수 주도하에 이정환 연구 교수 등이 대기온도 변화를 감지해 식물의 개화시기를 조절하는 기온변화대응 유전자를 발견했다고 13일 밝혔다.

이번 연구는 봄철 한파나 이상고온 등 갑작스런 기온변화에 따른 작물이나 화훼 등의 생산성 저하를 막을 수 있는 단초가 될 것으로 기대된다.

연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구자지원사업 지원으로 수행돼 사이언스 13일자 온라인판에 게재됐다.

그동안 고온내성이나 저온순응과 같이 극단적인 온도 조건하에서 식물의 반응이나 개화에 대한 연구는 있었지만 온난화 등으로 인한 대기온도의 상대적으로 미세한 변화에 따른 개화시기 조절에 대해서는 잘 알려지지 않았다.

안 교수 연구팀은 여러 기온조건에서 식물연구에 많이 활용되는 모델 식물체인 50여종 애기장대의 개화시기를 조사해 대기온도 변화를 감지하는 단백질 FLM을 규명했다.

기온이 20℃ 이하로 낮아지면 FLM이 대기온도변화 감지 단백질 SVP와 복합체를 이뤄 개화를 앞당기는 유전자의 발현을 억제해 개화를 늦춘다는 것을 알아냈다.

온도가 낮아지면 개화시기가 늦춰지는 정상 애기장대와 달리 두 감지 단백질 FLM, SVP가 제대로 작동하지 않는 돌연변이 애기장대는 온도변화에도 불구하고 개화시기에 변화가 없었다.

개화 관련 유전자의 발현에 두 감지 단백질간의 복합체가 관여하고 이들 복합체 형성여부가 기온에 따라 좌우돼 기온변화에 의한 개화시기 조절이 가능하다.

SVP 단백질은 고온에서 세포내 쓰레기처리장인 프로테아좀에서 활발히 분해되면서 복합체 형성이 저해된다.

두 단백질간의 상호작용을 조절할 경우 봄철 갑작스런 온도변화에 따른 작물 생산성 저하를 막을 수 있는 육종소재 개발 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

안 교수는 “이번 연구는 SVP와 FLM 같은 전사조절 단백질이 단백질 복합체를 형성하여 대기온도에 의한 식물 개화시기를 조절하는 기전을 최초로 규명한 것으로 향후 기후변화 영향평가를 위한 식물생장 예측 모델링 연구에 활용될 것으로 기대된다”고 밝혔다.