1일 디지스트에 따르면 이번 연구결과는 식물의 개화시기 조절을 통해 수확을 앞당길 수 있는 길을 열었으며, 지구촌 식량난 해결의 가능성을 제시하는 것으로 평가받고 있다. 연구는 연구단 김유미 박사 주도로 진행됐으며, 지난달 21일 세계적 학술지인 셀(Cell)의 자매지 셀 리포트에 게재됐다.

식물 개화는 일반적으로 계절변화 등 외부환경과 식물이 가지는 유전적 환경 등의 상호작용에 의해 조절되며, 이 중 계절의 변화, 낮 길이의 변화는 식물 생체 시계에 의해 인지된다고 알려져 있다.

특히 자이겐티아라는 단백질이 식물 생체 시계의 활성을 조절해 개화를 촉진한다는 연구결과는 디지스트 남홍길 연구단장 및 연구진에 의해 1999년 사이언스에 발표된 바 있다. 그런데 연구단은 ‘장일식물(개화를 위해 낮 길이가 밤 길이보다 상대적으로 길어져야 하는 식물)’인 ‘애기장대(십자화과 식물로, 고등식물 중에 최초로 게놈 염기 서열 분석이 완료된 식물)’에서 개화 유도 단백질인 자이겐티아가 핵내에 골고루 퍼져 있거나, 단백질체인 핵체에 모여 있는 두가지 형태의 핵내 분포가 존재하는 것을 확인했다.

즉, 낮에는 골고루 퍼져있는 형태로, 밤에는 핵체에 모여 있는 형태로 주로 관찰됐다는 것이다. 또한 자이겐티아 단백질이 핵체로 모이는 것이 밤에 발현이 많이 되는 ‘엘프4(ELF4)’라는 단백질과의 직접적 결합을 통해 유도된다는 사실도 함께 규명했다.

이는 낮이 긴 봄에는 개화가 일찍 이뤄지지만, 밤이 길어지는 가을에는 개화가 늦어지는 장일식물의 개화시기를 조절하는 중요한 단서가 된다고 연구단은 설명했다.

자이겐티아를 포함해 다양한 생체 시계 조절 단백질들이 핵체(nuclear body)를 형성하는 현상은 관찰된 바는 있지만, 실제 개화 시기를 조절하기 위해 단백질이 핵체로 모이거나, 반대로 흩어진다는 것을 밝힌 연구는 이번이 처음이다.

식물 노화·수명연구단 남홍길 단장은 “이번 연구는 개화 조절 단백질의 핵내 위치 조절이 식물이 가지는 기존 개화 조절 기제들과는 다른 새로운 방법임을 밝힌 것”이라며 “식물 발달 및 생애주기 연구를 통한 식량문제 해결을 하는데 중요한 기반이 되는 연구”라고 말했다.