2016-12-14

김우택 교수 , 식물학 최고 권위지 “The Plant Cell”지에 발표

- 농작물 생산을 심각하게 감소시키는 건조 스트레스 내성 조절 유전자의 기능을 밝혀

- 건조 스트레스에 음성 인자로 작용하는 유전자의 스트레스 대응메커니즘 규명을 통한 건조 저항성 식물 개발

- 가뭄에 강한 작물 생산 가능성 확인

전 세계 경작 면적의 약 30%가 건조 스트레스에 직면해 있으며 , 작물 최대 생산 가능량의 50% 이상이 건조 스트레스를 포함한 환경 스트레스에 의하여 소실되는 것으로 추산되고 있다 . 이러한 건조 스트레스에 적극적으로 대응하기 위하여 , 스트레스에 저항성을 가지는 새로운 품종 개발의 필요성이 증대 되고 있다 . 이에 따라 환경 스트레스 대응 유전자의 발굴을 통한 환경 스트레스 대응 작물 개발은 식량난 해소에 직결되어 농생명산업의 경쟁력을 높이는 핵심 분야로 주목받고 있다 .

시스템생물학과 김우택 교수팀은 100% 순수 국내 연구 결과를 통하여 식물의 건조 스트레스내성 반응의 음성 인자 (negative factor)로 작용하는 유전자의 기능과 그 세부 메커니즘을 규명함으로써 , 가뭄에 강한 작물 생산의 가능성을 확인하였다 . 본 연구 결과는 미국식물학회에서 발간하는 식물학분야 최고 권위지인 “The Plant Cell” (5 year SCI IF 10.529) 온라인 최신판에 게재되었다 .

김우택 교수팀은 식물의 스트레스 반응 호르몬인 ABA 의 신호전달 과정을 조절하는 U-box type 의 E3 ubiquitin ligase PUB18 이 건조 스트레스 신호 전달 반응에서 Exo70B1 단백질을 분해하는 음성 인자로 작용함을 발견하였다 . 그 결과 , 음성 조절자인 PUB18 유전자가 제거된 knock-out 돌연변이체가 건조 스트레스에 강한 내성을 나타냄을 확인하였다 .

이는 음성 인자로 작용하는 유전자의 결실이 건조 스트레스에 저항성을 가져올 수 있음을 밝힌 것으로 , 본 연구결과를 CRISPR/Cas9 유전자 가위 시스템과 접목한다면 환경 스트레스에 저항성을 갖는 non GMO 작물 개발의 가능성을 확인한 결과이다 . 이러한 기초연구 결과를 농업에 응용한다면 환경스트레스에 강한 내성을 나타내는 새로운 품종 개발을 통하여 농작물의 수확량을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다 .

본 연구는 농촌진흥청 우장춘 특별 프로젝트의 지원으로 이루어졌다 .