국내 연구진이 '녹색혁명'을 이끈 다수확 품종 식물성장 호르몬의 신호전달 메커니즘을 규명했다. 다수확 품종의 대량생산 유지와 신품종 개발에 새로운 길을 열었다는 평가다.

건국대 생명공학과 임 준 교수팀은 식물 생장에 중요한 역할을 하는 호르몬인 지베렐린(gibberellin)이 세포 내에서 일정한 수준으로 유지되는 유전자의 상호작용 메커니즘을 분자 수준에서 처음으로 규명했다고 1일 밝혔다.

미국 듀크대와 공동 연구로 이뤄진 이번 연구결과는 세계적 과학 학술지인 미국 국립과학원회보(PNAS) 온라인판 최신호(1월18일자)에 2편 동시 발표됐다. 같은 학술지의 2월호에도 연속 게재될 예정이다.

연구진은 실험용 식물인 애기장대를 이용해 일명 녹색혁명 유전자로 알려진 'DELLA'와 이 유전자의 하위에 있는 식물특이적 전사조절인자 중 하나인 SCL3(SCARECROW-LIKE 3) 유전자간 상호작용을 통해 지베렐린이 세포 내에서 항상성을 유지하고 이를 통해 뿌리생장이 조절된다는 사실을 입증했다.

이런 메커니즘을 통해 유지된 지베렐린 신호전달 과정이 식물의 뿌리 생장 및 발달 과정에 있어서 필요충분조건이라는 점을 확인했다. 다수확 신품종 작물은 식물 생장에 중요한 역할을 하는 지베렐린의 생합성 또는 신호전달경로에 이상이 생긴 변이체이다.

하지만 식물 호르몬의 신호전달경로에 대해서만 구체적 연구가 돼있고, 신호전달이 이뤄지는 과정과 어떤 방식으로 특정세포와 상호작용을 하며 세포 내 발달 프로그램과 연계되는지 등에 대한 메커니즘은 상대적으로 알려져 있지 않았다.

임 교수는 “이번 연구를 통해 다양한 환경적 조건 하에서 지베렐린의 항상성 유지 방법에 대한 실마리를 얻을 수 있었다”며 “이를 이용해 뿌리생장을 개량한 신품종개발에 관한 새로운 대안이 제시됐다고 할 수 있다”고 의미를 부여했다.