식물이 빛을 보고, 식물체 안으로 어떻게 빛을 전달하며 조절하는지, 식물반응의 수수께끼가 풀렸다.

농촌진흥청(청장 이양호)은 차세대바이오그린21사업 시스템합성농생명공학사업단(단장 이상열 교수, 경상대)의 전남대학교 김정일 교수 연구진에 의해 수행된 연구결과가 'Nature Communications'지에 13일자로 게재됐다고 밝혔다.

식물이 세상을 보는 '식물의 눈'이라 부르는 '파이토크롬'은 빛을 인지해 빛의 신호를 식물체 안으로 전달하는 광수용체 중의 하나로 식물의 에너지원을 만드는 광합성에 중요한 역할을 한다.

이번 연구에서는 파이토크롬이 단백질 키나아제임을 증명했고, 이 단백질 키나아제의 활성이 빛의 신호 전달에 중요한 역할을 한다는 결과를 제시하면서 빛의 신호를 식물체내에 어떻게 전달하고 조절하는지 분자생물학적인 구조와 원리를 밝혀냈다.

 

이번 연구 결과로 구명한 파이토크롬의 광신호 전달의 조절 체제를 이용해 작물의 생산성 향상, 바이오매스 증대가 가능해 미래 농업환경에 대비한 작물개발 등 그 활용 가능성이 기대된다.

파이토크롬의 단백질 키나아제 활성이 감소된 돌연변이 식물체에서 광 반응성이 줄었는데 이는 파이토크롬의 단백질 키나아제 활성을 조절하면 식물의 광 반응성을 최적화할 수 있다는 것을 확인했다.

현재 김정일 교수 연구진은 추가 연구를 통해 단백질 키나아제 활성이 늘어난 파이토크롬을 확보했으며, 이 유전자 활용에 대한 특허 출원을 준비하고 있다.

농촌진흥청 조남준 연구운영과장은 “이번 연구 결과는 앞으로 식물의 빛 반응성을 조절해 작물의 생산성을 극대화하는 새로운 방법을 제시할 수 있을 것이다”라고 말했다.