식물이 가뭄을 이겨내는 비밀, 건국대 연구진이 밝혔다

건국대학교 글로벌식물스트레스연구센터 윤대진 교수 연구팀이 식물이 가뭄을 견디는 과정에서 핵심적인 역할을 하는 전사조절인자(transcription factor)의 활성화 메커니즘을 새롭게 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 식물 과학 및 농업 분야에서 권위 있는 국제 학술지 New Phytologist (IF=8.3)에 1월 31일 온라인 게재됐다.

윤대진 교수(교신저자, 건국대 의생명공학과), 샤자린 박사(제1저자, 건국대 글로벌식물스트레스연구센터), 알리 악타 박사(공동 제1저자, 건국대 글로벌식물스트레스연구센터) 등이 참여한 이번 연구에서는 식물이 건조한 환경에 놓였을 때 가뭄 저항성 유전자의 발현을 조절하는 단백질의 생성과 소멸 과정을 분자 수준에서 분석했다.

식물은 스스로 이동할 수 없지만 환경 변화에 적응하는 능력을 갖고 있다. 건조한 환경에 노출되면 식물은 ABA(압시스산)라는 스트레스 호르몬을 생성하는데, 이 호르몬이 신호를 전달해 기공을 닫고 수분 증발을 막는 방식으로 생존을 돕는다. 이러한 과정에서 중요한 역할을 하는 것이 바로 생체 방어 유전자의 발현을 조절하는 전사조절인자다.

그동안 전사조절인자가 언제, 어떻게 생성되고 분해되는지에 대한 분자적 기전은 명확히 밝혀지지 않았다. 그러나 윤 교수팀은 이 연구를 통해 식물이 외부 환경 변화에 대응하는 과정에서 전사조절인자의 생성을 조절하는 메커니즘을 밝혀냈으며, 이를 통해 가뭄 저항성 식물 개발의 기반을 마련했다.

현재 전 세계 육지의 40% 이상이 사막화되고 있으며, 이는 식량 생산 감소와 환경 문제로 이어져 인류 생존에도 영향을 미치는 중요한 이슈다. 이에 따라 많은 연구자들이 건조한 환경에서도 생존할 수 있는 작물을 개발하기 위해 노력하고 있다. 이번 연구는 단순한 학문적 성과를 넘어, 기후변화로 인한 농업 문제 해결에 실질적인 기여를 할 것으로 기대된다. 연구팀은 이번 연구 결과가 가뭄에 강한 작물 개발의 초석이 될 수 있을 것이라며, 기후변화 시대에 식량 문제 해결에 도움이 되길 바란다고 밝혔다.

한편 건국대학교 글로벌식물스트레스연구센터는 2024년 과학기술정보통신부의 선도연구센터사업에 선정돼 7년간 총 112억원의 연구비를 지원받는다. 연구센터는 기후변화 대응을 위한 식물의 환경 스트레스 신호 전달 및 생체 방어 기작을 집중적으로 연구하며, 이를 통해 미래 식량 및 환경 문제 해결에 앞장설 계획이다.

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