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엽록체 생성 유전자 비밀 국내 과학자들이 밝혔다

CO2 흡수 잘하는 식물 개발 길터

식물의 성장을 조절하는 엽록체를 생성하는 유전자를 국내 과학자들이 처음으로 알아냈다.

포스텍 생명과학과 황인환(사진) 교수팀은 13일 “애기장대라는 식물에 있는 ‘AKR2’ 유전자가 엽록체의 생성과 기능을 조절한다는 사실을 알아냈다”고 밝혔다.

황 교수는 “AKR2 유전자가 광합성 작용을 하는 엽록체의 생성에 꼭 필요한 단백질을 공급하는 매개체라는 사실을 밝혀냈다”며 “엽록체 생성에 직접 관여하는 유전자를 알아낸 것은 세계적으로 이번이 처음이다”라고 덧붙였다.

엽록체는 광합성 작용을 통해 이산화탄소를 흡수하고 식물 성장에 필요한 에너지를 공급한다. 과학자들은 이런 엽록체가 성장하고 광합성 작용을 하는 데 필요한 단백질만 3000∼5000종에 이른다고 추정하고 있다.

그러나 최근까지도 이들 단백질이 어떻게 이동하고 엽록체를 생성하는지 알아내지 못했다.

황 교수팀은 AKR2 유전자의 기능을 상실한 애기장대가 평범한 애기장대에 비해 색깔이 노랗고 잘 자라지 않는다는 점에 주목했다.





연구팀에 따르면 AKR2 유전자는 엽록체 성장에 필요한 ‘외막 단백질’을 엽록체까지 옮겨주는 역할을 한다. 이 때문에 AKR2 유전자가 제거된 식물은 엽록체가 잘 성장하지 못한다는 것. 또 광합성을 잘 하지 못해 식물이 정상적으로 자라지 못한다는 사실도 확인했다.

황 교수는 “AKR2 유전자를 잘 조절하면 일반 엽록체보다 광합성 능력이 월등히 뛰어난 엽록체를 만들 수 있다”며 “이를 이용해 온난화 주범인 이산화탄소를 더 잘 흡수하는 식물도 개발할 수 있을 것으로 보인다”고 말했다.

이번 연구에는 책임자인 황 교수 외에도 생명과학과 배원실 연구원과 이용직 박사가 제1저자로 함께 참여했다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 셀 바이올로지’ 13일자(현지 시간) 인터넷판에 소개됐다.

| 글 | 박근태 기자ㆍkunta@donga.com |



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