한·미 공동연구진 기능 규명
기초과학연구원(IBS) 식물노화·수명연구단 곽준명 그룹리더, 김윤주 연구위원은 미국 리버사이드 캘리포니아대 쉐메이 첸 교수팀과 공동으로 모델 식물인 애기장대를 이용해 'PWR 단백질'이 탈아세틸화를 일으켜 식물 성장과 개화 시기를 조절한다는 사실을 알아냈다고 19일 밝혔다.
PWR 단백질은 식물의 개화 시기 조절과 꽃의 기관 형성에 관여하는 것으로 알려졌지만, 구체적인 작용 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 연구팀은 PWR 단백질과 히스톤 탈아세틸화 효소인 'HDA9' 유전자를 각각 제거한 돌연변이 애기장대들을 관찰한 결과, 정상 애기장대에 비해 히스톤 단백질의 아세틸화가 증가하면서 개화 유전자 발현이 늘어난 것을 확인했다. 두 돌연변이체에서 아세틸화되는 히스톤 단백질의 유전체 상 위치와 발현이 증가하는 유전자들의 종류가 상당히 유사했는데, 두 개체 모두 정상 식물보다 개화시기가 빨랐고, 열매 끝이 뭉툭한 모양이었다. 즉, PWR과 HDA9 단백질은 같은 유전적 경로를 통해 탈아세틸화 작용을 해 식물 성장과 개화 시기 조절에 관여한다는 것이다.유전체 분석 결과 PWR 단백질이 HDA9와 직접 결합해 복합체를 이룬 뒤 아세틸화된 히스톤 단백질에 붙어 탈아세틸화를 촉진하는 것으로 나타났다. 이는 PWR 단백질-HDA9 복합체가 애기장대의 개화 조절 유전자를 탈아세틸화해 유전자 발현 정도를 조절함으로써 개화시기를 조절함을 의미한다.
곽준명 그룹리더는 "정교하게 조절되는 식물 후성유전학적 메커니즘을 이해하는 데 기여할 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 '미국국립과학원회보(PNAS)' 온라인판에 최근 실렸다.
대전=이준기기자 bongchu@
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