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식물세포의 엽록체 생성 유전자 규명

최종수정 2008.01.14 08:52 기사입력 2008.01.14 08:51

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광합성 효율이 높은 식물체 개발 가능성 제시

국내 연구진이 식물세포의 엽록체 생성과 관련된 필수 유전자 규명에 성공, 광합성 효율이 높은 식물체를 만들 수 있는 길이 열리게 됐다.

14일 과학기술부에 따르면, 포항공대 황인환 교수 연구팀은 애기장대의 AKR2 유전자가 식물세포의 엽록체 생성에 필수적인 역할을 한다는 사실을 세계 최초로 밝혀냈다.

식물체가 광합성을 담당하는 기관인 엽록체를 갖게 된 것은 지구상 생명체의 영속성을 가능하게 한 진화상의 가장 중요한 사건으로 평가받고 있지만, 엽록체 생성과 기원에 대해서는 아직까지 미스터리로 남아 있다.

엽록체의 형성 및 광합성과 같은 활성을 수행하기 위해서는 3000~5000종에 이르는 엽록체 단백질들이 필요하며, 이들 단백질은 세포질에서 만들어진 후 막으로 둘러싸인 소기관인 엽록체로 이동한다.

이번에 황 교수팀이 밝힌 AKR2 유전자는 세포질에서 합성된 엽록체의 외막 단백질들을 엽록체에 공급해 엽록체 생성에 필수적인 역할을 담당하는 것으로, 세포질에서 생성된 엽록체 단백질들이 엽록체로 이동하는데 관여하는 유전자를 밝혀낸 것은 이번 연구의 최대 성과로 평가받는다.

AKR2 유전자의 기능이 상실된 식물체에서는 엽록체 외막 단백질이 엽록체로 이동하지 않아 엽록체 생성이 이뤄지지 않았으며, 엽록체가 생성되지 않은 식물은 광합성을 수행할 수 없어 정상적으로 생장할 수 없음을 보여줬다.

이를 통해 AKR2는 세포질에 있는 엽록체 외막단백질을 엽록체로 이동시켜 엽록체의 생성에 필수적인 역할을 하는 유전자라는 것이 규명된 것이다.

황 교수는 "식물 엽록체 생성 및 기능에 대한 연구 성과들은 엽록체 기능 강화를 통한 광합성 효율 증대 등 응용연구에 활용될 것"이라며 "광합성 효율증대는 광합성의 원료가 되는 이산화탄소의 흡수증가로 연결돼 환경 정화 기능이 강화된 식물체를 개발할 수 있을 것"이라고 밝혔다.


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