폭염에도 살아남는 식물 비밀 찾았다…"기후적응 품종 개발 기여"

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 한국생명공학연구원은 식물시스템공학연구센터 조혜선 박사 연구팀이 식물이 고온 스트레스 환경에서 살아남는 유전자조절 원리를 분자 수준에서 세계 최초로 규명했다고 10일 밝혔다.

모든 생물의 DNA에는 유전정보가 저장돼 있으며 이 정보를 복사해서 RNA라는 물질로 바꾼다. 이 RNA 안에는 단백질 합성에 필요한 부분(엑손)과 불필요한 부분(인트론)이 섞여 있어 불필요한 부분을 정밀하게 편집하는 작업이 필요하다.

이러한 RNA 편집과정을 'RNA 스플라이싱'이라고 한다. 실제 편집작업을 수행하는 분자 복합체는 '스플라이소좀'이다. 스플라이이소좀은 RNA를 정확하게 다듬는 일종의 재단사 역할을 해 식물이 기능적인 단백질을 생산하도록 돕는다.

연구팀은 스플라이소좀을 구성하는 핵심조절 단백질인 비프라임에이타(PP2A B'η)를 찾아냈다. 이 단백질은 식물이 고온 환경에 있을 때 스플라이소좀의 작동 스위치를 켜 RNA 편집과 고온을 견디는데 필요한 단백질을 만들어냈다.

이 핵심 조절 단백질의 기능을 좀 더 정확히 알아보기 위해 이 단백질을 인위적으로 제거하거나 반대로 많이 만드는 실험도 진행했다. 그 결과 이 단백질이 없는 식물은 고온에서 씨앗을 틔우지 못하고 쉽게 죽은 반면, 더 많이 가진 식물은 고온 환경에서도 건강하게 잘 자라고 생존율도 높았다.

비프라임에이타가 결핍되면 다수의 유전자에서 RNA 편집이 제대로 이뤄지지 않아 생존에 필수적인 단백질 생산이 어려워져 식물이 고온 스트레스에 취약해진다는 분자적 기전도 함께 밝혀냈다.

조 박사는 "앞으로 기후변화로 인해 열에 강한 작물 개발의 중요성은 더욱 커질 것"이라며 "이번에 밝혀낸 비프라임에이타 단백질의 기능은 기후 적응형 작물 품종 개발과 정밀 유전자 조절 기술 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구결과는 식물분야 국제 학술지 '더 플랜트 셀(The Plant Cell)'에 게재됐다.

jongseo12@news1.kr