김우택 교수, 식물학 최고 권위지 “The Plant Cell”지에 발표

- 농작물 생산을 심각하게 감소시키는 건조 스트레스 내성 조절 유전자의 기능을 밝혀

- 건조 스트레스에 음성 인자로 작용하는 유전자의 스트레스 대응메커니즘 규명을 통한 건조 저항성 식물 개발

- 가뭄에 강한 작물 생산 가능성 확인

전 세계 경작 면적의 약 30%가 건조 스트레스에 직면해 있으며, 작물 최대 생산 가능량의 50% 이상이 건조 스트레스를 포함한 환경 스트레스에 의하여 소실되는 것으로 추산되고 있다. 이러한 건조 스트레스에 적극적으로 대응하기 위하여, 스트레스에 저항성을 가지는 새로운 품종 개발의 필요성이 증대 되고 있다. 이에 따라 환경 스트레스 대응 유전자의 발굴을 통한 환경 스트레스 대응 작물 개발은 식량난 해소에 직결되어 농생명산업의 경쟁력을 높이는 핵심 분야로 주목받고 있다.

시스템생물학과 김우택 교수팀은 100% 순수 국내 연구 결과를 통하여 식물의 건조 스트레스내성 반응의 음성 인자 (negative factor)로 작용하는 유전자의 기능과 그 세부 메커니즘을 규명함으로써, 가뭄에 강한 작물 생산의 가능성을 확인하였다. 본 연구 결과는 미국식물학회에서 발간하는 식물학분야 최고 권위지인 “The Plant Cell” (5 year SCI IF 10.529) 온라인 최신판에 게재되었다.

김우택 교수팀은 식물의 스트레스 반응 호르몬인 ABA의 신호전달 과정을 조절하는 U-box type의 E3 ubiquitin ligase PUB18이 건조 스트레스 신호 전달 반응에서 Exo70B1 단백질을 분해하는 음성 인자로 작용함을 발견하였다. 그 결과, 음성 조절자인 PUB18 유전자가 제거된 knock-out 돌연변이체가 건조 스트레스에 강한 내성을 나타냄을 확인하였다.

이는 음성 인자로 작용하는 유전자의 결실이 건조 스트레스에 저항성을 가져올 수 있음을 밝힌 것으로, 본 연구결과를 CRISPR/Cas9 유전자 가위 시스템과 접목한다면 환경 스트레스에 저항성을 갖는 non GMO 작물 개발의 가능성을 확인한 결과이다. 이러한 기초연구 결과를 농업에 응용한다면 환경스트레스에 강한 내성을 나타내는 새로운 품종 개발을 통하여 농작물의 수확량을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구는 농촌진흥청 우장춘 특별 프로젝트의 지원으로 이루어졌다.