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서울대 연구진, 식물 지구온난화 대응 원리 세계최초 규명

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등록 2017-04-07 01:00:00
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서울대 박충모 교수팀 'FCA 마비' 식물 고온서 광합성 못하는 사실 발견
 "연구결과 토대로 작물의 지구온난화 적응력 검사 가능"
 "엽록소 합성 안정화 시스템 도입해 지구온난화 대비"

【서울=뉴시스】김현섭 기자 = 국내 연구진이 식물의 지구온난화 대응을 위한 중요 인자를 세계 최초로 발견했다.

 서울대 화학부 박충모 교수팀(연구원 이효준·하준호·정재훈)은 이상고온 환경에서 막 지표면으로 나온 새싹들이 어떻게 견디면서 엽록소 합성을 통해 독립영양 생활을 시작하는지의 원리를 분자 수준에서 규명했다고 7일 밝혔다.

 박 교수팀은 이번 연구에서 FCA라는 단백질 기능이 마비된 식물의 경우 고온 하에서 엽록소 합성을 하지 못해 광합성 능력을 잃어버린다는 사실을 발견했다.

 이 같은 식물은 고온에 노출되면 엽록소 합성에서 중요한 역할을 하는 효소의 발현이 감소하며 해당 효소의 단백질이 분해된다.

 즉, 대부분의 식물은 고온 환경에서 FCA를 통해 엽록소 합성 단백질을 안정화시켜 광합성 능력을 유지한다고 볼 수 있는 것이다.

 엽록소 합성이 제대로 이뤄지지 않으면 과량의 엽록소 전구체가 식물에 큰 피해를 주는 활성 산소를 만들어 낸다.

 박 교수팀은 언론에 배포한 자료에서 "이번 연구는 하나의 유전자 기능이 바뀜으로써 정상 온도보다 조금만 높아져도 식물의 생존이 불가능해진다는 것을 발견했다는 점에서 큰 의의를 가진다"고 밝혔다.

 이어 "연구 내용을 토대로 현존 작물이 지구온난화에 적응력이 있는지 검사할 수 있게 됐다"며 "그렇지 않을 경우 엽록소 합성 안정화 시스템을 도입해 지구온난화에 대비할 수 있다"고 설명했다.

 지구온난화 적응력 증진 작물 개발도 가능해질 수 있다는 의미이다.

 식물은 토양층을 통과해 지표로 나오는 새싹 단계에서 엽록소가 합성되고 광합성을 해 스스로 생존이 가능한 독립영양생명체로 생활을 시작한다.

 지구온난화는 이 시기에 엽록소 합성에 큰 영향을 끼쳐 광합성 효율을 교란시키고 생존력을 떨어뜨리는 것으로 알려져 있다.

 지구온난화가 인류의 주요 식량 제공원인 농작물의 존립 및 분포를 위협하고, 채소작물의 성장 둔화 및 상품성 감소 발생 등 전 세계적으로 심각한 피해를 끼치고 있는 이유이다.

 박 교수팀의 연구결과는 세계적인 학술지 'Development Cell' 4월호에 게재된다.

 박 교수는 2001년 올해의 생명과학자상, 2002년 3월 이달의 과학자상(이상 과학기술부), 2011년 최우수 학술상(한국식물학회), 2015년 서울대 학술연구상 등을 수상했다.

 지난해 1월엔 '톰슨로이터' 세계 상위 1% 연구자로 선정됐다.

 afero@newsis.com
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