| 초록 |
연구개요 본 연구는 식물 뿌리줄기세포, 특히 증축시원세포의 유지와 분화에 미치는 브라시노스테로이드와 에틸렌 신호전달에 관한 협업적 작용에 관한 연구이다. 과제수행에서는 일차적으로 에틸렌 신호전달에 의한 줄기세포분화를 규명하였고, 이어서 브라시노스테로이드와 에틸렌이 상호 신호전달에 주는 영향을 평가하였다. 연구 목표대비 연구결과 연구목표를 성공적으로 달성하기 위해 본 연구에서는 다양한 에틸렌, 브라시노스테로이드, 옥신 간의 교배체를 작성하였고, 또한 작성된 이중교배체나 교배체 marker의 발현과 뿌리 세포 배열 (QC, 증축시원세포, 증축세포), 그리고 이들 세포의 분열과 분화에 대한 에틸렌과 브라시노스테로이드 등의 영향을 분석하였다. 한편, 우리는 연구를 통해 에틸렌과 브라시노스테로이드 신호전달의 양성적 조절 전사인자인 EIN3/EIL1과 BZR1이 상호결합한다는 것을 밝혀냈고, 이에 따라 EIN3/EIL1과 BZR1이 매개하는 상호 협업적 뿌리줄기세포 분화를 분자적으로 규명하기 위해서 이들 전사인자들의 표적유전자를 전사체 분석을 통해 발굴하였다. 이를 통해 우리 연구팀은 BZR1 매개 브라시노스테로이드 신호전달과 EIN3/EIL1 매개 에틸렌 신호전달은 공통적으로 증축시원세포의 분열과 유지는 촉진하고 증축시원세포로의 분화는 억제한다는 것을 밝히고, 특히 RNA 전사체 발현 분석을 통해 이에 대한 분자적 메카니즘을 규명하였다. 연구 결과는 한국유전체학회의 제19차 KOGO Winter Symposium에 ‘Brassinosteroids ethylene interdependently regulate columella stem cells division and columella cells differentiation’이라는 제목으로 발표되었고, 향후 저널 발표를 위한 논문작성을 진행 중이다. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 식물의 뿌리는 수분과 양분의 흡수, 식물의 지지 등에 있어서 중요한 역할을 한다. 특히, 작물의 경우 뿌리의 발달장애는 정상적인 생장을 저해시키며 이로 인해 식량자원 감소 등 인류에 직접적인 영향을 줄 수 있다. 따라서 뿌리발달 관련 신호전달 연구는 생산성 높은 작물의 재배 및 수확에 이바지할 수 있다. 특히 뿌리의 증축세포는 중력을 인지하는 세포이다. 따라서 증축세포의 발달기작을 연구하는 본 과제는 향후 미세중력환경에 적응하도록 프로그램화된 우주 친화적 작물을 개발하는 기초를 제공할 것이다. 한편, 식물의 전능성을 제어하는 인자(들)을 발견하면 동물세포의 분화 또는 역분화 (de-differentiation)를 이해하는데 중요한 정보가 됨으로써 의학계에서 줄기세포 연구에도 이용될 수 있을 것이다. (출처 : 요약문 2p) |
