윤대진 경상대 교수 연구팀, 식물의 가뭄 내성 매커니즘 세계 최초 규명

연구에 참여한 윤대진 교수, 차준영 박사, 김외연 교수 (왼쪽부터) 생명과학 분야의 세계적 저널인 'Nature'의 자매지인 'Nature Communications'에 게재된 이번 논문은 BK21plus 사업, 한국연구재단(도전연구)지원으로 수행된 연구로서 BK21 plus 농생명산업 차세대인재육성사업단 소속 차준영 박사와 김외연 교수가 공동 제1저자로, 사업단장인 윤대진 교수가 교신저자로 등재됐다. (사진=미래부) 

아주경제 한준호 기자 =미래창조과학부는 국내 연구진이 식물 내 단백질인 유카(YUCCA)의 활성산소 제거 기능과 이를 통한 식물의 가뭄 내성 매커니즘을 세계 최초로 규명했다고 밝혔다.

유카(YUCCA)란 식물의 성장과 발달을 조절하는 호르몬(옥신)의 생합성을 조절하는 단백질을 가리킨다. 

윤대진 경상대 교수 연구팀은 식물체가 가뭄 등의 외부 환경변화를 잘 견디게 만드는 단백질에 대한 연구를 미래부 기초연구사업(중견연구자지원)과 농촌진흥청 차세대바이오그린21 사업을 통해 수행했으며, 연구결과는 생명과학분야의 권위있는 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 온라인판 8월 28일자에 게재됐다.

연구팀은 식물의 생장, 발달에 관여하는 식물 호르몬인 옥신을 합성해 조절하는 것으로만 알려진 유카(YUCCA) 단백질을 식물체에 대량 발현하면 환경변화로 생긴 스트레스가 식물체 내에서 다량의 활성산소를 발생시켜도 식물이 잘 견딘다는 것을 발견했다.

또 기작 규명을 위해 아미노산 서열을 분석한 결과, 유카 단백질에 활성산소의 생성을 억제하는 효소 단백질로 알려진 티올리덕테이즈(thiol-reductase)와 유사한 유전 영역이 있기 때문임을 알아냈다.

이번 연구 성과를 통해 유카 단백질이 식물체에 가뭄 저항성을 부여한다는 사실을 밝힘으로써 전 세계적 기후변화에 의한 환경변화에 견딜 수 있는 맞춤형 작물 개발의 토대를 마련했다.

또한 유카 단백질이 옥신의 합성 뿐 아니라 세포내 활성산소의 소멸을 조절한다는 것을 밝혀낸 것은 하나의 단백질이 두 가지의 기능을 갖는다는 사실을 표현형으로 밝힌 세계 최초의 연구로 평가 받고 있다.  

전 지구적으로 일어나는 기후변화가 사막화를 가속화해 인류의 생존을 위협하는 가장 중요한 문제로 대두되고 있는 현재, 한국의 식량자급률은 25% 미만이며, 봄철 가뭄 또한 심각한 상태다.

윤대진 교수는 “이번 연구를 통하여 식물이 가뭄을 견뎌내는 비밀을 분자수준에서 세계 최초로 규명함으로써 미래 인류의 식량난 해결에 공헌할 수 있는 토대를 마련했다”고 연구의 의의를 밝혔다.