식물의 기공 열고 닫는 세포 속 새로운 단백질 발견

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엠바고 파기시 전적으로 귀사에 책임이 있습니다.>IBS 곽준명 연구진, 칼슘 채널이 활성화되는 원리 밝혀

식물의 잎 표면에는 수만 개에 달하는 미세한기공이 있어, 광합성에 필요한 이산화탄소를 흡수하고 산소는 내보내는 역할을 한다.

이 같은 기공의 개폐를 조절하는 것은 기공을 둘러싼 한 쌍으로 이뤄진 공변세포로, 공변세포 내 세포막에 있는 칼슘채널(칼슘이온 통로)이 공변세포의 움직임에영향을 미치는 것으로 알려졌다.

하지만 칼슘채널을 이루는 단백질이 정확히 밝혀지지 않아 기공이 조절되는 원리를 알 수 없었다.

IBS(기초과학연구원) 식물 노화·수명 연구단 곽준명 그룹리더 연구진은 애기장대의 공변세포 칼슘채널에서 'GLR3.1/GLR3.5' 단백질을 처음으로 발견했다고 7일 밝혔다.

연구진은 특정 아미노산이 칼슘채널을 활성화해 세포 안으로 칼슘을 들여오는역할을 한다는 것을 전기·생리학적 방법으로 증명했다.

GLR 단백질로 이뤄졌을 것으로 추정되는 칼슘채널의 존재를 확인하기 위해 모델식물인 애기장대 잎에 20가지 종류의 아미노산을 처리한 결과, 이 가운데 'L-메티오닌 아미노산'이 GLR3.1과 GLR3.5로 이뤄진 칼슘채널과 반응하는 것으로 나타났다.

GLR3.1/GLR3.5 두 단백질을 제거한 돌연변이 공변세포에는 L-메티오닌 아미노산을 처리해도 칼슘이 이동하면서 발생하는 전류가 검출되지 않았다.

즉 L-메티오닌은 GLR 단백질로 이뤄진 칼슘채널을 열리게 해 세포 내로 칼슘을유입시키는 역할을 하게 된다.

칼슘 이온이 공변세포 내로 들어오면 세포 내 삼투압이 떨어지면서 수분이 밖으로 빠져나가 부피가 줄어 기공이 닫히는 원리이다.

또 GLR3.1/GLR3.5 단백질이 없는 돌연변이 애기장대는 식물의 칼슘이 부족해 생기는 배꼽썩음병 증상과 유사한 칼슘 부족에 의한 세포 괴사가 일어나는 것이 관찰됐다.

GLR3.1/GLR3.5 단백질은 기공의 여닫음을 조절할 뿐만 아니라 세포에 칼슘을 제공해 식물의 생장을 돕는다고 연구팀은 설명했다.

이번 연구 결과는 권위 있는 국제 학술지 '셀 리포츠'(Cell Reports) 이날자에실렸다.

jyoung@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>