조선대는 이한용 생명과학과 교수가 식물 생체 반응을 조절하는 식물호르몬 전달 과정을 명확하게 규명했다고 6일 밝혔다.
식물 성장 및 병 저항성 등 다양한 생체 반응을 조절하는 식물 호르몬은 현재까지 모두 9종이 알려져 있다. 이 가운데 에틸렌은 종자의 발아, 유식물의 성장, 세포 팽창 및 분화, 잎과 꽃의 노화, 과일의 숙성, 병충해에 대한 저항 및 가뭄과 같은 환경 스트레스에 대한 반응 등 식물의 생장 전반에 걸쳐 매우 중요한 호르몬으로 알려져 있다.
생체 내에서 합성되거나, 외부로부터 전달된 에틸렌은 에틸렌 수용체와 결합돼 있는 CTR1이라는 단백질의 3차원적 입체구조를 변화시킴으로써, 에틸렌 신호전달이 시작된다. 입체구조가 변화된 CTR1 단백질로 인해 EIN2 단백질의 말단 부위가 절단되는데, 절단된 EIN2 말단 부위는 핵으로 이동하여 에틸렌 신호전달 과정을 증폭시키게 된다. 이렇게 기존에 알려진 에틸렌 신호전달 과정과는 달리 이한용 교수는 CTR1 단백질 자체도 세포질에서 핵으로 이동, 핵으로 이동한 EIN2 단백질과 같이 에틸렌 신호전달을 활성화시킬 수 있음을 증명했다.
또 핵으로 이동한 CTR1 단백질로 인해 강화된 에틸렌 신호는 에틸렌에 의한 성장 지연 반응도 강화시킴을 밝혀냈다. 핵으로 이동한 CTR1 단백질로 인해 식물체는 가뭄 스트레스 및 염분 스트레스에 대해 월등한 저항성을 보임도 증명했다.
이러한 발견은 외부 환경 반응에 대해 식물호르몬 에틸렌의 신호전달 과정에 있어 시간적-공간적 메커니즘을 보다 명확히 한데 의의가 있다.
이 교수는 현재 에틸렌과 연관된 다양한 식물호르몬의 합성과 신호전달 조절을 통해 감자와 마늘과 같은 작물의 환경스트레스 저항에 대해 연구하고 있다. 이를 통해, 가뭄을 비롯한 급격한 기후 변화에도 잘 자랄 수 있는 작물의 개발이 가능할 것으로 전망된다.
이 교수의 논문은 세계 최고 수준의 학술지인 '네이터 커뮤니테이션스'에 게재됐다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
