식물의 생물학적 시계에 있어 핵심적인 분자 톱니(molecular cog) 하나가 발견되었는데, 이 톱니는 일주기성(매일) 리듬의 속도를 온도에 따라 조절한다. 식물에 있어 전사인자 또는 유전적 스위치는 외부 스트레스에 따라 유전자 발현을 조절하는데, 광, 강우, 토양 특성, 심지어는 식물을 먹는 동물도 스트레스 요인이 될 수 있다. 캘리포나아대학교(University of California-San Diego) 연구팀은 FBH1이라고 하는 유전자를 분리했는데, 이 유전자는 일주기 리듬이 일정 궤도로 유지되게 하는 한편, 필요에 따라 도처에서 리듬을 수정한다.

온도는 생물학적 시계를 도와서 시계 바늘들이 알맞은 위치에 유지되도록 한다는 것이 케이(Steve A. Kay) 박사의 말인데, 그는 이번 논문의 교신 저자이다. 이번 발견으로 일주기 시계가 작동하는 방법에 대해 더 많이 알게 되었다고 한다. 이번 연구 결과는 학술지 Proceedings of the National Academy of Sciences 에 9월22일 실렸다.

생물학적 시계와 전사적 네트워크 간의 상호작용이 이루어지는 방법의 메커니즘에 대한 이해는 스트레스가 많은 환경에 더 잘 적응할 수 있는 식물의 육종으로 이어질 수 있는데, 이런 식물은 인구 증가, 경작지의 도시화, 지구 온도가 상승되는 현 상황에 있어 매우 중요하다.

세계적인 기후 변화로 더 더워질 것으로 보이는데, 식물은 그 더위를 피해 도망갈 수 없으므로, 식물은 변하는 환경에 적응해야만 한다. 식물과 동물 모두 전사인자를 가지지만, 식물이 그 수에 있어 평균적으로 6배 더 많이 가지고 있는데, 식물은 스트레스 요인으로부터 도망칠 수 있는 능력을 가지고 있지 않기 때문일 수도 있다.

식물은 그의 환경에 절묘하게 맞추어야만 한다. 그래서 우리는 당연한 것으로 여기는 것들에도 적응할 수 있는 도구들을 발전시킨 것이다. 한 곳에 뿌리를 내릴 수밖에 없다면, 심지어 빛도 스트레스 요인일 수 있다.

케이 연구팀은 특히 전사인자가 식물이 일주기 리듬에 어떻게 영향을 미치는지에 대해 연구했는데, 일주기 리듬은 식물이 자라는 속도와 스케줄을 조정한다. 케이 팀은 애기장대를 이용했는데, 이는 겨자과의 현화 식물로, 종자 생성 속도가 빠르고, 생활주기(life cycle)가 짧고, 유전체의 서열이 모두 밝혀져 있기 때문에, 연구에 모델 식물로 이용된다.

키워드 : 일주기 리듬, 온도, 전사인자

출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

원문: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-09/uosc-gsr092214.php

제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2014.12.02 11:28

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