포스텍 황인환 교수팀 ‘엽록체 생성 필수 유전자’첫 규명

식물의 광합성 효율을 높여 이산화탄소 등 온실가스를 대폭 줄이는 친환경 식물을 만들 수 있는 길이 우리나라 연구진에 의해 열렸다.
포스텍 황인환 교수 연구팀은 과학저널 ‘네이처 셀 바이올로지’에 발표한 논문을 통해 애기장대의 AKR2 유전자가 식물세포의 엽색체 생성에 필수적인 역할을 한다는 사실을 세계 최초로 규명했다고 지난 13일 밝혔다.
식물의 광합성을 담당하는 기관인 염록체는 식물 자신뿐 아니라 모든 생물이 살아갈 수 있는 에너지를 제공한다. 그러나 지금까지 과학자들은 엽록체가 광합성에 관여한다는 사실만 밝혀냈을 뿐, 염록체의 생성과 기원 규명에는 어려움을 겪어왔다.
황 교수팀은 유전자 지도가 완성된 애기장대를 이용해 염록체를 구성하는 외막 단백질(OEP)이 식물의 세포질에서 생성된 후 AKR2 유전자와 결합해 이동한다는 사실을 확인했다.
실험결과 AKR2 유전자는 세포내에서 단백질을 생성하는 리보좀 구성물질 중에서 유독 염색체 외막 단백질에만 결합하는 특성을 가진 것으로 나타났다. 반대로 AKR2 유전자의 기능을 유전적으로 차단하자 염록체가 생성되지 않아 광합성이 이뤄지지 않는 것을 확인할 수 있었다.
황 교수는 “외막 단백질에 관여하는 유전자를 찾아낸 만큼 내부 단백질에 반응하는 유전자도 곧 규면될 것” 이라며 “염색체 생성 원리를 모두 밝혀내면 새로운 식물의 광합성 과정에 관여해 새로운 물질을 만들어 내는 일도 가능하다”고 덧붙였다.