2010. 8. 31. 17:55
식물이 얼지않게 하는 새로운 메커니즘 재미있는 미래기술2010. 8. 31. 17:55
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미시간주립대학교 생화학자들은 식물이 결빙 온도로부터 자신을 방어하는 방법을 알아냈는데, 이 결과는 가뭄이나 다른 극적인 환경에 대해 식물이 내성을 가지게 되는 메커니즘 발견으로 이어질 수 있다.
이 발견은 식물생물학에 있어서 두 가지 고전적인 문제를 연결시킨다고 생화학 및 분자 생물학 교수인 베닝(Christoph Benning) 박사는 말한다. 그 하나는 식물이 결빙으로부터 스스로를 보호하는 문제로, 학자들은 오랫동안 세포 막이 관계되는 문제로 생각해 왔으나 정확히 어떤 방식으로 인지는 밝혀지지 않았었다. 다른 하나는 엽록체에서 식물의 지질 대사에 관여하는 어떤 미지의 효소를 암호화하는 유전자에 대한 것이다. 즉, 광합성에 의한 태양에너지의 화학에너지로 전환을 담당하는 세포 소기관(엽록체)의 기능에 부합되도록 막의 기본 골격인 지질이 구성되는 방법에 대한 것이다.
이번 주에 학술지 Science 의 인터넷 판에 실린 논문에서 베닝(Benning) 등은 한 특정 유전자가 결빙에 의한 손상으로부터 엽록체와 식물 세포 막을 보호할 수 있는 지질 형성을 유도하는 방법을 설명한다. 박사 학위 후보자인 몰러링(Moellering)은 지질을 제조할 수 없으며 그리고 이 생화학적 결함이 결빙 내성에 관련되는 그 유전자의 역할과 관련되지만 그 메커니즘은 확인되지 않았던 애기장대의 한 돌연변이체를 대상으로 이러한 연구를 했다.
결빙 온도에서 식물 손상은 주로 세포 탈수에 기인되는데, 결빙 시에 결정화 때문에 물이 빠지고 그리고 지질 용적이 떨어짐에 따라 소기관이나 세포 막이 움츠러든다. 그런데, 내성 식물의 막에서는 지질이 제거되어 기름으로 바뀌고 작은 방울 형태로 축적됨으로써, 막의 완전성이 유지되며 막끼리의 융합이 일어나지 않으면서 에너지는 기름 방울 저장으로 보존된다는 것이다.
그런데, 결빙 내성과 일반적인 스트레스에 있어 커다란 의문 중 하나는 일부 종이 다른 종들에 비해 스트레스에 더 잘 견딘다는 것이다. 그래서 더 민감한 다른 것들에 비해서 그 일부 식물들을 더 잘 견디게 하는 메커니즘에 대한 이해는 이제 막 시작한 단계일 뿐이라고 한다. 또한, 식물 결빙 내성에 관여하는 유일한 메커니즘이 존재하는 것이 아니기 때문에 이 연구 결과만으로 결빙 내성 식물을 만들 수 있는 유전적 돌파구를 만들 수 는 없을 것이라고 한다. 하지만 이번 연구 결과는 식물이 극한 기후에서 어떻게 생존하는 가를 이해하는 데 도움이 될 것이라고 한다.
또한 이 연구 결과로 결빙 자체가 세포 단백질을 자극함으로써 점진적인 순화에 의한 활성화 없이 막의 조성을 직접적으로 변화시킬 수 있다는 추축이 가능한데, 이는 식물 결빙 내성 분야에 있어 주요 관심사였다고 한다.
물 공급과 기후 변화에 대한 전 세계적인 우려의 증가로 내한성 식물의 생존하는 방법에 대한 이해가 절실하게 되었다. 이 연구 결과는 이런 종류의 연구 즉, 식물에서의 추위, 염분 그리고 가뭄 내성 연구를 하는 사람들에게는 커다란 의미를 가지는데, 그 이유는 이러한 분야의 연구를 메커니즘적으로 어떻게 풀지에 대한 새로운 아이디어를 이 연구가 제공하기 때문이라고 한다.
이 발견은 식물생물학에 있어서 두 가지 고전적인 문제를 연결시킨다고 생화학 및 분자 생물학 교수인 베닝(Christoph Benning) 박사는 말한다. 그 하나는 식물이 결빙으로부터 스스로를 보호하는 문제로, 학자들은 오랫동안 세포 막이 관계되는 문제로 생각해 왔으나 정확히 어떤 방식으로 인지는 밝혀지지 않았었다. 다른 하나는 엽록체에서 식물의 지질 대사에 관여하는 어떤 미지의 효소를 암호화하는 유전자에 대한 것이다. 즉, 광합성에 의한 태양에너지의 화학에너지로 전환을 담당하는 세포 소기관(엽록체)의 기능에 부합되도록 막의 기본 골격인 지질이 구성되는 방법에 대한 것이다.
이번 주에 학술지 Science 의 인터넷 판에 실린 논문에서 베닝(Benning) 등은 한 특정 유전자가 결빙에 의한 손상으로부터 엽록체와 식물 세포 막을 보호할 수 있는 지질 형성을 유도하는 방법을 설명한다. 박사 학위 후보자인 몰러링(Moellering)은 지질을 제조할 수 없으며 그리고 이 생화학적 결함이 결빙 내성에 관련되는 그 유전자의 역할과 관련되지만 그 메커니즘은 확인되지 않았던 애기장대의 한 돌연변이체를 대상으로 이러한 연구를 했다.
결빙 온도에서 식물 손상은 주로 세포 탈수에 기인되는데, 결빙 시에 결정화 때문에 물이 빠지고 그리고 지질 용적이 떨어짐에 따라 소기관이나 세포 막이 움츠러든다. 그런데, 내성 식물의 막에서는 지질이 제거되어 기름으로 바뀌고 작은 방울 형태로 축적됨으로써, 막의 완전성이 유지되며 막끼리의 융합이 일어나지 않으면서 에너지는 기름 방울 저장으로 보존된다는 것이다.
그런데, 결빙 내성과 일반적인 스트레스에 있어 커다란 의문 중 하나는 일부 종이 다른 종들에 비해 스트레스에 더 잘 견딘다는 것이다. 그래서 더 민감한 다른 것들에 비해서 그 일부 식물들을 더 잘 견디게 하는 메커니즘에 대한 이해는 이제 막 시작한 단계일 뿐이라고 한다. 또한, 식물 결빙 내성에 관여하는 유일한 메커니즘이 존재하는 것이 아니기 때문에 이 연구 결과만으로 결빙 내성 식물을 만들 수 있는 유전적 돌파구를 만들 수 는 없을 것이라고 한다. 하지만 이번 연구 결과는 식물이 극한 기후에서 어떻게 생존하는 가를 이해하는 데 도움이 될 것이라고 한다.
또한 이 연구 결과로 결빙 자체가 세포 단백질을 자극함으로써 점진적인 순화에 의한 활성화 없이 막의 조성을 직접적으로 변화시킬 수 있다는 추축이 가능한데, 이는 식물 결빙 내성 분야에 있어 주요 관심사였다고 한다.
물 공급과 기후 변화에 대한 전 세계적인 우려의 증가로 내한성 식물의 생존하는 방법에 대한 이해가 절실하게 되었다. 이 연구 결과는 이런 종류의 연구 즉, 식물에서의 추위, 염분 그리고 가뭄 내성 연구를 하는 사람들에게는 커다란 의미를 가지는데, 그 이유는 이러한 분야의 연구를 메커니즘적으로 어떻게 풀지에 대한 새로운 아이디어를 이 연구가 제공하기 때문이라고 한다.
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