남경희 교수 연구팀, 식물 전사인자의 직접적 상호조절 작용 첫 입증
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- 작성자 커뮤니케이션팀
- 보도일자 2023-05-24
우리대학 생명시스템학부 남경희 교수 연구팀이 식물의 성장과 발달을 조절하는 새로운 메커니즘으로 두 가지 전사인자 (RAV1, BES1)의 직접적인 상호조절작용의 중요성을 최초로 입증한 논문을 발표했다.
이번 연구 결과는 2023년 5월 식물 분야 상위 5% 이내의 저널인 Journal of Integrative Plant Biology (IF=9.106)에 게재됐다.
(논문명 : Reciprocal inhibition of expression between RAV1 and BES1 modulates plant growth and development in Arabidopsis
연구팀에 따르면 브라시노스테로이드 (Brassinosteroid, BR)는 1970년대에 발견된 이후, 식물의 발달과 성장에 주요한 기능을 하는 식물 호르몬으로 알려져 왔다. 식물발달을 연구하는 모델 식물체인 Arabidopsis (애기장대)에서의 BR 신호전달 기작에 관한 연구는 작물의 생산성 향상을 조절할 수 있는 좋은 타겟이 되기에 세계적으로 많은 연구팀이 다양한 방면에서 연구를 진행하고 있다. 남경희 교수 연구팀 역시 BR을 인지하는 수용체 단백질로 BAK1을 최초로 발굴해 보고한 바 있고, 이에 대한 기작을 활발히 연구하고 있다.
(왼쪽부터) 생명시스템학부 남경희 교수, 양다미 연구원
남 교수 연구팀은 BR 신호전달과정의 중요한 전사조절인자인 BES1과 BR 처리에 의해 유전자의 발현이 감소하는 전사조절인자인 RAV1 사이의 관계를 밝히기 위해 다양한 생화학적인 검증을 통해서 RAV1과 BES1은 서로 상대유전자의 프로모터에 직접 결합한 후 각각의 발현을 억제함을 확인했다. 이후 BES1이 과발현된 gain-of-function 돌연변이체에 다시 RAV1을 과발현시킨 형질전환체의 제작을 통해 두 유전자의 발현 조절이 식물의 생산성과 형태형성에 직접적으로 연관된다는 사실을 발견했다.
연구팀은 특히 형질전환체를 대상으로 RNA-시퀀싱 분석을 통해 두 전사조절인자에 의해 상반되게 조절하는 유전자군을 확보함으로써 향후 식물의 생산성 향상을 위한 연구의 하위 조절인자들에 관한 연구의 확장성을 제시했다.
BR 신호전달의 결과 RAV1과 BES1이 식물 성장의 균형을 맞추고 있음을 보여주는 모식도
이번 연구에 참여한 양다미 석·박통합과정생은 학부생 때부터 학부 인턴으로 본 연구실에서 경험을 쌓으며, 이를 바탕으로 본 연구에서의 분석 방향을 두 전자 조절인자의 활성 균형이 중요하다는 쪽으로 접근하고 이를 입증할 적절한 실험방법을 도입했다.
남경희 교수는 “이번 연구 결과가 스트레스 내성을 가지면서도 생산성이 감소하지 않는 엘리트 식물의 개발을 위한 원천기술을 제공했다”라며 “우리 연구진이 소속돼 있는 여성건강연구원의 전문 여성 연구인력 양성의 측면에서도 기여할 수 있을 것”이라고 전했다.