| 초록 |
1. 연구배경 외부 스트레스 요인들에 대한 적응성 반응의 유도와 조절 능력은 식물의 생존을 극대화 시키는데 필수적인 전략이다. 기후변화와 같은 환경스트레스의 지속적 증가는 가뭄 등의 악조건에서 식물의 생장과 생산량을 극대화시킬 수 있는 기작의 연구에 대한 필요성을 증대시켰다. 본 연구는 환경스트레스에 대한 식물의 적응성 반응과 신호전달 기작이 다른 스트레스 요인에 의한 신호전달 기작과 어떻게 상호 조절하는가를 밝혀내고자 하였다. 2. 연구목표 ▪ 비생물적(abiotic)/생물적(biotic) 스트레스 반응간의 상호 조절 작용을 이해함 ▪ 화학유전체학으로 찾아낸 비생물적 스트레스 반응을 저해하는 신물질들의 기능을 분석함 ▪ ABA 신호전달 기작을 조절하는 새로운 유전자 들의 발굴하고 기능을 분석함 3. 연구성과 ▪ 애기장대의 ABA 스트레스 반응에 기반하여 화학유전체학으로 찾아낸 네 개의 화합물중 하나인 DFPM은 ABA 신호전달기작을 저해하는 신화합물로서 본 연구는 DFPM이 또한 생물적 스트레스 자극에 대한 저항성 반응은 활성화시키는 다기능 생리활성 물질임을 보였다 (Mol Cells, 2012). ▪ DPFM이 나타내는 새로운 표현형인 애기장대의 뿌리 발달에 대한 accession-specific한 저해 현상을 분석하고, 이를 조절하는 유전자인 VICTR(Variation in Compound Triggered Root growth response)를 발견 하였으며 VICTR에 의한 신호전달 기작에 대한 분자생물학적, 세포생물학적, 유전학적 의미를 파악하였다. (Plant Cell, 2012). ▪ DPFM과 VICTR를 통하여 밝혀낸 결과들은 식물의 immune receptor인 TIR-NB-LRR 단백질을 포함한 EDS1/PAD4 의존적 병저항성 신호전달 기작이 ABA 신호전달을 억제한다는 사실을 발견하게 하였다. ▪ DFPM에 의하여 유도되는 신호전달 기작이 어떻게 ABA 신호전달기작을 저해하는지 이해하기 위해 DFPM과 ABA처리를 통하여 골라낸 rda(resistant to DFPM inhibition of ABA signaling) 돌연변이들을 선별하였고 이들 돌연변이 유전들의 클로닝과 돌연변이들의 immune 반응과 ABA 신호전달에 있어서의 표현형 검증과 기능 분석을 계속 진행하는 중이다 (Manuscript in preparation, 2016). ▪ ABA 신호전달에 관여하는 새로운 신호전달 유전자로 F-Box 유전자인 MAX2를 발견하고 MAX2가 조절하는 특이적 단백질분해 기작이 ABA 신호전달의 positive regulator임을 보였다 (Plant Physiology, 2014). 4. 연구성과의 기여 ▪ 학문적 기여 - 생물적 스트레스에 의한 환경스트레스 저항성 반응의 조절 메카니즘을 분자수준에서 확인하였고 식물 Immune receptor인 TIR-NB-LRR 단백질들의 면역반응 외에 새로운 세포 조절자로서의 기능을 제시하였다. - 미지의 생리활성을 갖는 신 화합물의 연구로 새로운 신호전달기작 연구의 방향을 제시하고 유전자 중복에 따른 식물 유전학 연구의 구조적 어려움을 극복할 새로운 접근법에 대한 대안을 제시하였다. ▪ 교육적 기여 - 화학유전체학과 세포생물학 등의 융합적 학문의 전문성을 갖는 대학원생과 여성 과학도를 배출하는데 기여하여 석사 졸업자 3인 배출을 포함하여 총 8명의 학부생들이 대학원 진학을 하는 동기부여를 하였다. ▪ 실용적 기여 - 본 연구를 바탕으로 향후 복합 스트레스 저항성 식물체의 개발로 인한 수자원 절약 및 활용 극대화와 신 화합물의 분석과 특허를 통한 식물 생장조절 기능의 원천적 농업자원을 확보하는데 기여할 것이다. (출처:요약문 4p) |
