식물 개화 조절하는 단백질의 작동 원리 밝혀

한미 공동 연구팀, 식물의 후성유전학적 기제 열쇠

국내 연구진이 식물의 꽃 피는 시기를 조절하는단백질의 작동 기제(메커니즘)를 규명했다.

IBS(기초과학연구원) 식물노화·수명연구단 김윤주·곽준명 연구팀과 미국 리버사이드 캘리포니아대(UC 리버사이드) 쉐메이첸 교수 공동연구팀은 식물의 'PWR' 단백질이 탈아세틸화를 일으켜 식물의 성장과 개화 시기를 조절한다는 것을 확인했다고 19일 밝혔다.

PWR 단백질은 식물의 개화시기를 조절하고 꽃의 기관을 형성하는 것으로 알려졌지만 구체적인 작용 기제는 밝혀진 바 없다.

연구팀이 PWR 단백질과 히스톤 탈아세틸화 효소인 'HDA9'를 각각 제거한 돌연변이 애기장대들을 관찰한 결과 정상 애기장대와 비교하면 히스톤 단백질의 아세틸화가 증가하며, 그에 따라 개화 유전자의 발현도 늘어난 것으로 나타났다.

히스톤 단백질이 아세틸화되면 DNA 전사가 가능해 유전자 발현이 촉진되며, 탈아세틸화되면 유전자 발현이 줄어들게 된다.

두 돌연변이체 모두 정상 식물보다 빨리 꽃이 폈고 열매 끝이 뭉툭한 모양이었다.

즉 PWR과 HDA9 단백질은 같은 유전적 경로를 통해 탈아세틸화 작용을 해 식물의성장과 개화에 관여하는 것으로 나타났다.

연구팀이 유전체 분석을 수행한 결과 PWR은 HDA9와 직접 결합해 복합체를 이룬뒤 아세틸화된 히스톤 단백질에 붙어 탈아세틸화를 일으키는 것으로 나타났다.

이 같은 히스톤 아세틸화·탈아세틸화 과정은 식물의 후성유전학적 기제(DNA 염기서열의 변화 없이 유전자 발현을 조절하는 방식)의 하나로 알려졌다.

IBS 김윤주 연구위원은 "이번 연구를 통해 PWR 단백질의 탈아세틸화 기능을 처음으로 밝힘으로써 후성유전학에 대한 이해에 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구결과는 '미국국립과학원회보'(PNAS) 지난 5일자 온라인판에 실렸다.

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