잎을 키우는 것은 햇빛이 아니다…체관에서 온 신호[과학을읽다] 작성일 02-02 20 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">포항공대 연구진, 잎·관다발 발달 동기화하는 핵심 조절 기전 규명</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="3kBSUXqFcq"> <p contents-hash="1a17a886f552c70b73c35654bd2768fa4a149912120b6731049912be4d66dcc8" dmcf-pid="09CeraIkNz" dmcf-ptype="general">식물의 잎이 넓게 퍼지고 그 안에 잎맥이 고르게 형성되는 과정은 단순한 성장의 결과가 아니라, 체내 수송 조직에서 시작된 정교한 신호 조절의 산물이라는 사실이 밝혀졌다.</p> <div contents-hash="77559ce3df2381f7c68d800e1843cc8e205798ad314b27f3561460f8922ed969" dmcf-pid="p2hdmNCEg7" dmcf-ptype="general"> <p>한국연구재단은 황일두 포항공과대학교 교수 연구팀이 식물의 영양분 수송 조직인 체관에서 유래한 단백질 신호가 잎의 전체 형태와 관다발 발달을 동시에 조절하는 핵심 기전을 규명했다고 2일 밝혔다.</p> </div> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="3ae340d43ab905109da5ce4edc299da220e99394cbea1d00583bfbc29fc505e9" dmcf-pid="UVlJsjhDku" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="miR165 생합성 조절을 통한 관다발 유래 RNA 결합 단백질의 잎-관다발 발달 통합 모델. 그림a. JUL1 유전자는 어린잎의 관다발에서 발현되며, 단백질은 잎 전체로 이동해 배축에서 pri-miR165a와 함께 존재한다. b. JUL1 단백질은 pri-miR165a의 G-rich 구간에 결합해 2차 구조 형성을 방해함으로써 miR165 생성을 억제한다. c. JUL 돌연변이체에서는 miR165/166이 과다 생성돼 HD-ZIP III 활성이 감소하고, 배축 발달이 증가한다. 그림 제공 및 설명 : 포항공과대학교 박소영 대학원생" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/02/akn/20260202120220966pmja.jpg" data-org-width="636" dmcf-mid="Fh6Z2U8BAB" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/02/akn/20260202120220966pmja.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> miR165 생합성 조절을 통한 관다발 유래 RNA 결합 단백질의 잎-관다발 발달 통합 모델. 그림a. JUL1 유전자는 어린잎의 관다발에서 발현되며, 단백질은 잎 전체로 이동해 배축에서 pri-miR165a와 함께 존재한다. b. JUL1 단백질은 pri-miR165a의 G-rich 구간에 결합해 2차 구조 형성을 방해함으로써 miR165 생성을 억제한다. c. JUL 돌연변이체에서는 miR165/166이 과다 생성돼 HD-ZIP III 활성이 감소하고, 배축 발달이 증가한다. 그림 제공 및 설명 : 포항공과대학교 박소영 대학원생 </figcaption> </figure> <p contents-hash="e3c0ac5866d9b14042e70164211c13fdc470239f2c2c058f38fbc47d3912dfc7" dmcf-pid="ufSiOAlwgU" dmcf-ptype="general">연구팀은 체관에서 생성되는 단백질 'JUL1(JULGI)'이 잎의 위아래 구조를 결정하는 마이크로RNA인 'miR165/166'의 생성을 정밀하게 조절한다는 사실을 확인했다. 이 신호 조절을 통해 잎의 형태와 잎맥(관다발) 분포가 균형 있게 형성된다는 것이다.</p> <p contents-hash="9f34deacc63897a4cbc65ef4dcbf8b23a5c23931d2aca64380dcc2e4c9bfaaa7" dmcf-pid="74vnIcSrap" dmcf-ptype="general">식물은 잎에서 광합성을 통해 생성한 영양분을 체관을 통해 온몸으로 운반한다. 이 때문에 잎과 관다발의 발달이 긴밀히 연결돼 있을 것으로 예상돼 왔지만, 두 조직이 어떤 분자적 메커니즘으로 통합 조절되는지는 명확히 밝혀지지 않았다.</p> <p contents-hash="5b8ce474e53c2147fa1b2ba4a0183d95bf0f68564c7f2b98dba307ca4eece35a" dmcf-pid="z8TLCkvmo0" dmcf-ptype="general">연구팀은 기존에 체관 발달을 억제하는 단백질로 알려졌던 JUL1에 주목, 이 단백질이 잎의 아랫면에서 miR165/166의 전구체 RNA에 직접 결합해 성숙 과정을 억제하는 역할을 수행한다는 점을 밝혀냈다. 일종의 '교통정리' 역할을 통해 잎의 상하 균형과 관다발 배열을 동시에 조절하는 것이다.</p> <p contents-hash="6dde6d09753013cc729da048308d07340379e44e2ff54e624e8c38c6ba85e2b8" dmcf-pid="q6yohETsA3" dmcf-ptype="general">실험 결과, JUL1 단백질이 정상적으로 작동하지 않을 경우 잎이 아래로 심하게 말리거나 관다발이 비정상적으로 발달하는 현상이 관찰됐다. 반대로 특정 조직에서만 JUL1을 발현시켜도 식물 전체의 형태 이상이 회복돼 이 단백질이 생성된 세포를 넘어 주변 조직까지 조절하는 '비 세포 자기적(non-cell-autonomous)' 작용을 한다는 사실도 확인됐다.</p> <p contents-hash="9dcd9448860846df6069d9c09c27c55a48017e78f5f117de329f4ba261df4bd9" dmcf-pid="BPWglDyOgF" dmcf-ptype="general">연구팀은 이번 성과를 통해 체관 유래 신호가 잎의 형태를 결정하는 '구조적 축'으로 작용한다는 점을 최초로 실험적으로 입증했다고 설명했다. 특히 단백질이 RNA의 구조 자체를 조절해 마이크로RNA 생성을 억제하는 새로운 분자 조절 방식을 제시하며, 식물 생물학의 오랜 난제였던 '조직 간 통합 발달'의 실마리를 풀었다는 평가다.</p> <p contents-hash="7e64b4e91acc365fd85f345c6620ceec3a0755eed4fe8442fe957cbb3af3f774" dmcf-pid="bQYaSwWIjt" dmcf-ptype="general">황일두 교수는 "광합성이 일어나는 잎과 광합성 산물이 이동하는 체관을 통합적으로 이해하는 것은 작물 생산성 향상에 필수적"이라며 "이번 연구를 바탕으로 잎의 외형과 수송 능력을 동시에 최적화해 환경 변화에 강한 맞춤형 작물 개발로 이어질 수 있을 것"이라고 말했다.</p> <p contents-hash="bfff39108fbad1dcd04f85dae07df7997d8bdd088d52860d72451ea5426346ae" dmcf-pid="KxGNvrYCN1" dmcf-ptype="general">이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 리더연구 및 박사후 국내·외 연수 지원을 받아 수행됐으며, 연구 성과는 국제학술지 Nature Communications에 지난달 10일 온라인 게재됐다.</p> <p contents-hash="34dfc46aa8284b2ddb97fd1081dbe0b04f46f44f9eddd9085bf8911c3ed0a2d7" dmcf-pid="9MHjTmGho5" dmcf-ptype="general">김종화 기자 justin@asiae.co.kr</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 아시아경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 폴더블 아이폰, 접는 폰 '배터리 경쟁' 불붙일까…아이폰 역대 최고 용량 기대 02-02 다음 손 안의 전쟁, '눈 위'로 옮겨붙다…'AI 글래스' 춘추전국시대 02-02 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
