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<관련그림 정과부 화상>
국내 연구진이 식물의 이산화탄소 흡수량을 조절하는 유전자를 발견했다. 지구온난화의 주범인 이산화탄소가 온실효과를 발생시키는 것을 식물을 이용해 막을 수 있는 단초가 됐다는 평가다.
포스텍 생명과학과 이영숙 교수와 이미영 박사 연구팀은 스위스 취리히 대학 엔리코 마르티노이아 교수팀과 함께 8일 네이처 셀 바이올로지에서 이같은 연구 결과를 발표했다.
식물은 대기 중 이산화탄소의 농도가 증가하면 호흡기관인 기공을 빨리 닫는다. 이산화탄소의 농도가 높은 환경에선 기공을 잠깐만 열어놔도 금방 필요한 이산화탄소를 보충할 수 있는데다 기공을 오래 열어 놓으면 수분을 뺏기기 때문이다. 수분을 빼앗기는 현상은 식물 안쪽은 상대습도가 100%에 가까운 반면 대기는 상대습도가 이보다 낮기 때문에 수분이 이동하는 ‘증산작용’ 때문에 일어난다. 하지만 지금까지 이같은 식물 기공의 ‘닫힘운동’에 대한 경로는 알려지지 않은 상태다.
연구팀은 이 연구에서 애기장대를 이용한 실험을 통해 식물의 기공세포를 이루는 공변세포에서 물질이동에 관여하는 ABC 타입 수송체인 ‘AtABCB14’가 이산화탄소의 농도에 따라 공변세포의 삼투압을 변화시켜 기공의 열리고 닫힘을 조절한다는 사실을 확인했다. 이 수송체가 제 기능을 하면 말산(malic acid)이라는 물질이 공변세포 내로 이동하면서 기공이 닫히는 것이 억제된다는 것이다.
그러나 연구진은 AtABCB14 유전자가 과발현된 경우에도 시간이 흐르면 기공이 닫힌다며 이 유전자가 이산화탄소 흡수량을 결정하는 유일한 요인은 아닌것으로 보인다고 설명했다. 기공이 열리고 닫히는 데는 이산화탄소 외에도 빛과 수분, 호르몬 등이 작용하는 것으로 알려져 있다.
이 교수는 “이 연구는 이산화탄소에 반응하는 식물의 기공 운동 과정에 대한 이해를 도울 뿐만 아니라 이산화탄소의 유입량을 변화시켜 온실 효과를 줄일 수 있는 형질전환 식물 개발에 유용한 유전자원을 제공했다는 점에서 중요하다”며 “이 유전자의 기능을 토대로 유사성 연구를 통해 의학적으로 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 동물의 ABC 수송체의 역할을 규명하는 데에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
그는 또 “현재 식물에서 기공 조절에 관여하는 다른 유전자도 찾고 있다”며 “식물의 생장에선 물이나 이산화탄소가 중요하기 때문에 기공을 열고닫는 기작에 대해 좀더 심도있는 연구를 진행할 것”이라고 말했다.
/economist@fnnews.com이재원기자
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