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| 작성자 : 이정구 작성자ID : jk0620 조회 : 23 추천 : 1 |
작성일 : 2004-01-26
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한국의 농산물은 이제 첨단 기초생명공학의 지원을 받는다 |
식물의 꽃피는 시기를 조절하는 유전자 발견이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 이뤄졌다.
우선적으로 당장에 슈퍼배추를 생산할 수 있다고 한다. 배추김치의 종주국(한국)의 위치를 공고히 유지할 과학적 근거를 마련한 성과로 평가된다. 한국의 농산물은 이제 첨단 기초생명공학의 지원을 받는다. 한국 농민 여러분 희망을 가지소. 정부는 한국농업을 생명공학 기술기반으로 중무장 고품위 산업으로 육성하라. 육성하라. 21세기 생명공학적 농업의 대규모 투자.자본유치가 필요하다.
귤은 겨울에 맛이 난다. 냉장고에 두고 꺼내 먹으면 더 싱싱하고 단맛이 입안에 도는 것을 잘 안다. 귤이 저온에서 생존력을 높이기 위해 당도를 스스로 높인다는 보고가 있었다. 바로 그 당도를 높이게 하는 역할을 하는 유전자도 있을 것이다. 저온(저장용 대형냉동실)에서 생존을 높이기 위하여 여러가지 유전자의 네트워크가 형성돼 있으리라. 특히 식물의 외부온도는 개화시기(flowering time)와 밀접한 관계가 있다. 이제 한국의 고품질 농산물은 거의 냉동실에서 나올 것이다. 남극 세종기지 근처에 가서 농사 좀 하겠다고 한다지... 허.
바로 그 식물의 악조건 외부환경과 식물의 내부 신호전달체계에서 어떻게 전달되고 유전자에 작용하는지를 유전학적으로 밝혀낸 것은 큰 의미를 지닐 것이다. 고품위 농작물의 알고리즘이 밝혀지면 일반인도 쉽게 그 기술지식으로 최첨단 신토불이 유기농 소자본 사업의 아이템도 개발할 것이다.
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뉴스1.
http://news.joins.com/it/200401/25/200401251840512871700073007310.html
식물의 꽃피는 시기를 조절하는 유전자가 국내 연구진에 의해 세계 최초로 밝혀졌다.
전남대 농업식물스트레스연구센터 김정묵 교수팀은 십자화과 식물인 애기장대(아라비돕시스)에서 분리해낸 유전자 'acg1/fve'가 꽃피는 시기에 영향을 준다는 사실을 세계 최초로 규명, 세계적 학술지인 네이처 제네틱스 2월호에 게재했다고 25일 발표했다.
지금까지 식물이 꽃을 피우는 데 관여하는 유전자는 수백여개에 달하는 것으로 보고돼 왔다. 최근의 이상고온 현상으로 매년 꽃피는 시기가 빨라지는 것도 온도가 식물 개화의 핵심 조절인자라는 증거다. 金교수팀의 업적은 낮은 온도에서 식물이 보이는 저항성에 작용하는 새로운 유전자가 개화에도 관여한다는 사실을 밝혀낸 것이다. 金교수는 "저온에 강하고 잎이 큰 수퍼 배추와 같이 생산성이 높은 작물을 개발할 수 있는 과학적인 근거를 제시했다"고 말했다.
심재우 기자 <jwshim@joongang.co.kr>
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2004.01.25 18:40 입력 / 2004.01.26 00:41 수정
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같은 뉴스1-1.
http://www.chosun.com/w21data/html/news/200401/200401250335.html
이번 연구결과는 세계적인 학술지인 네이처 제너틱스(Nature Genetics) 1월 25일자에 발표됐으며, 사이언스지에도 게재될 예정이다.
식물은 주변 온도가 내려가면 낮은 온도에 저항성을 가진 많은 유전자들이 활발히 활동, 생존력을 높인다. 김 교수 연구팀은 이 과정에서 핵심역할을 수행하는 유전자를 발견한 것.
김 교수는 또 낮은 온도 등 외부의 환경인자가 식물의 내부 신호전달체계에서 어떻게 전달되고 유전자에 작용하는지도 밝혀냈다. 김 교수는 발견한 유전자가 온도가 낮아지면 저온 저항성을 높여주는 CBF/DREB라는 유전자의 활동을 촉진시킨다고 밝혔다. 또 김 교수는 일정시간 지속적으로 온도가 낮아지면 이 유전자가 개화(開花) 유전자인 SOC2의 활동을 억제하고, 개화억제 유전자인 FLC의 활동을 촉진시켜 개화시기를 늦춘다고 밝혔다. 김 교수는 “이 연구결과를 농작물에 응용하면 낮은 온도에서도 잘 견디는 농작물을 재배할 수 있다”며 “초봄의 새벽, 밤 등 온도의 변화가 심한 시기에 농작물의 생존율을 높이는 데에도 기여할 것”이라고 말했다.
이번 연구는 과학기술부의 21세기 프런티어개발사업 중 하나인 자생식물이용기술개발사업단에서 지난 3년간 모두 3억원의 연구비를 지원받아 이뤄졌다.
(백승재기자 whitesj@chosun.com )
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1.식물식품은 저온에서 싱싱하고 맛이 좋다.
저온에 강하고 잎이 큰 수퍼 배추와 같이 [생산성이 높은 작물]을 개발할 수 있는 '과학적인 근거'를 제시에 의미는 곧바로 한국 농업에 과학화의 기틀을 마련하는 중요한 연구결과이다.
한국의 농업이 작금에 한ㆍ칠레 자유무역협정 FTA(Free Trade Agreement. 자유무역협정)의 경우 국회 비준을 눈앞에 두고 있다. 국가정책 차원에서 한국 농업부분만 보호할 수 없는 것이 국제사회의 현실이다.
한국 농업의 문제점은 량적인 문제보다 질적인 문제에도 그 낙후성이 여실하다. 그 원인은 한국농업의 과학화가 이론적인 특허와 특성에서 외국에 현저히 밀리기 때문으로 보인다. 그런데 이번에 국내 연구진 (전남대 농업식물스트레스연구센터 김정묵 교수팀)의 식물의 꽃피는 시기를 조절하는 유전자 세계 최초의 발견은 한국농업에 귀중한 선물을 안겨 준 것이다.
#1.식물은 주변 온도가 내려가면 낮은 온도에 저항성을 가진 많은 유전자들이 활발히 활동, 생존력을 높인다. 김 교수 연구팀은 이 과정에서 핵심역할을 수행하는 유전자를 발견한 것.
이번 김 교수가 발견한 유전자(acg1/fve)는 온도가 낮아지면 저온 저항성을 높여주는 CBF/DREB라는 유전자의 활동을 촉진시킨다고 밝혔다. 또 이 유전자는 일정시간 지속적으로 온도가 낮아지면 이 유전자가 개화(開花) 유전자인 SOC2의 활동을 억제하고, 개화억제 유전자인 FLC의 활동을 촉진시켜 개화시기를 늦춘다고 밝혔다.
1.식물의 유전자 규명은 어디까지 왔는가? 물론 식물의 꽃피는 시기를 조절하는 유전자 발견에도 불구하고 지구상에 모든 식물의 개화 시기조절의 일반 유전자처럼 통합 해석되는 것은 아니다.
식물의 개화와 온도의 매커니즘을 밝혀준 acg1/fve 유전자는 한마디로 'main' 이다.
#2.핵심역할을 수행하는 유전자이다. 낮은 온도 등 외부의 환경인자가 식물의 내부 신호전달체계에서 어떻게 전달되고 유전자에 작용하는지도 밝혀냈다.
식물의 개화유전자 SOC2의 활동 억제하고 개화억제 유전자인 FLC와 저온 저항성을 높여주는 CBF/DREB라는 유전자의 활동을 촉진시킨다고 한다. 식물은 꽃은 피워야 과일이든 벼이든 열매를 맺는다. 그 꽃은 아름다움을 지니면 화훼로 상품화 되기도 한다. 말인즉, 개화에 관련된 terminal 같은 main 유전자(acg1/fve)을 조작하면 관련된 같은 소속의 다른 유전자를 통제할 수 있어 다양하고 고급스런 열매와 꽃을 과학적인 시스템으로 개화(blooming)을 온도와의 함수관계에서 식물상품의 출하 시기를 시장변화에 맞춰 자동설계할 수 있다.
물론 저온 저항성 유전자 CBF/DREB 이외에 꽃을 피우는 데 관여하는 수백여개의 유전자 가운데 빛과 습도을 관장하는 부분에 관한 遺傳子(gene)=acg1/fve 역할에 관한 연구도 이뤄졌는지는 모르겠다. 궁극적으로는 식물의 개화부분( blooming part)에서의 수백여의 유전자의 매커니즘을 찾아내야 할 것이다. 서로다른 식물의 DNA의 구조에서 공통적으로 acg1/fve 스위치가 제 역할을 하는지에 대하여서도 과학적 설명은 요구된다. acg1/fve 가 개화의 핵심적인 유전자로써 main group에 속하여 파생 유전자의 통제기능을 가지는 성질을 알아낸 단초에 불과할 수는 있다.
믈론 어떤 자료에 의하면, 다른 식물들에서도 여러가지 개화(blooming) 유전자가 소개되고 있다.
http://bric.postech.ac.kr/bbs/daily/krnews/tin9634-2/011.html
1.담배의 개화조절 유전자는 「NtMADS3」의 존재이고 벼의 꽃을 피우는 유전자인 「OsMADS1」이라고도 한다.
2.http://bric.postech.ac.kr/bbs/trend/0209/02099-11.html
식물의 일주기성(circadian rhythm)과 개화 시기(flowering time)를 조절하는 유전자 ELF4(early flowering 4)는 일련의 실험 식물의 생체내 시계가 정확하게 작동하도록 이를 조절하는 기능을 갖고 있음을 의미한다고 보았다.
3.http://www.kordic.re.kr/~trend/Content537/biology01.html
미국 샌디에이고에 있는 스크립스 연구소의 Marcelo Yanovsky 박사를 비롯한 연구팀은 CONSTANS라고 불리는 유전자의 단백질 농도와 일조량의 상관관계에 의해 꽃이 피는 일련의 과정이 시작된다는 사실을 발견 했다고 한다. 식물의 개화는 식물체가 여러가지 환경신호들에 반응함으로써 여러 유전적 경로들의 상호작용에 의하여 조절된다고 보았다.
4.http://www.etnews.co.kr/news/detail.html?cla=65&id=200301270053
고려대 생명공학원 안지훈 교수(37)는 스페인·독일의 연구진과 공동으로 식물체에 있는 ‘FCA’ ‘FVE’ 유전자가 기온 변화를 감지해 꽃피는 시기를 조절한다는 사실을 규명했다고 27일 밝혔다.
5.http://www.inews.org/Snews/articleshow.php?Domain=moohyung&No=434
국내 과학자가 식물 개화를 억제하는 유전자를 규명하는 데 성공했다 . 부산대 문용환 교수(분자생물학)는 "식물 실험모델로 널리 쓰이는 애기장대에서 특정 유전자가 발달 초기단계부터 개화를 억제한다는 사실을 밝혀냈다"고 4일 밝혔다. 문 교수가 지난해 캘리포니아대 버클리분교(UCB) 박사 후 과정 때 수행한 이 연구는 세계 최고 식물학 저널인 '플랜트셀' 3월호에 제1저자로 발표됐다. 문 교수는 애기장대 유전자 8,500개가 집적된 DNA칩을 이용해 EMF 유전자가 망가진 애기장대와 정상 애기장대 유전자 발현양상을 분석한 결과 EMF 유전자가 식물체 발달 초기부터 개화를 억제한다는 사실을 밝혀냈다. <출처: 매일경제 2003/04/04 진성기 기자>
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2.이번 발견에는 몇가지 의문이 생긴다.
여기서 이번에 발표한 [전남대 농업식물스트레스연구센터 김정묵 교수팀]이 부산대의 애기장대 유전자 8,500개가 집적된 DNA칩과 같은 것을 이용했는지는 밝혀지지 않았으나, 십자화과 식물인 애기장대(아라비돕시스)에서 분리해낸 유전자 'acg1/fve'가 다른 모든 식물의 일반적 유전자의 공통분모를 지니고 있는지에 대한 평가가 있어야 한다.
그리고 개화 시기(flowering time)를 조절하는 유전자 ELF4(early flowering 4)을 자연적으로 연관작동하는 알고리즘이 있는지 밝혀져야 한다.
그런데 나의 궁금증은 다음과 같다.
우선, 전남대 교수팀이 지목한 개화억제 유전자인 FLC와 부산대 팀이 작년에 봄에 지목한 EMF 유전자가 동일한 것인지 알고 싶다. 그리고 전남대 생명과학부 생명과학소식을 전하는 사이트(아래 주소)에 가보니 2003년 1월27일자에 올려진 '꽃이 피는 유전자 메커니즘' 을 국내 과학자가 세계 최초로 밝혀낸 곳은 정작, 고려대 생명공학원 안지훈 와 스페인, 독일 연구진과 공동으로 식물체에 있는 `FCA' `FVE' 유전자가 기온 변화를 감지, 꽃피는 시기를 조절한다는 사실을 밝혀냈다고 2003년1월 27일 밝혔다.
http://altair.chonnam.ac.kr/~biology/cgi-bin/zero/zboard.php?id=bio_news&page=1&page_num=20&no=62&category=&sn=off&ss=on&sc=on&keyword=&prev_no=62
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http://altair.chonnam.ac.kr/~biology/cgi-bin/zero/view.php?id=bio_news&no=62
Name 관리자 [biology@altair.chonnam.ac.kr]
Subject 꽃 피우는 유전자 규명
온도 변화에 맞춰 꽃이 피는 유전자 메커니즘을 국내 과학자가 세계 최초로 밝혀냈다.
이에 따라 식물의 특정 유전자 변형을 통해 원래 개화 온도보다 낮거나 높은 상태에서도 꽃을 피게 하는 기술이 머지않아 개발될 전망이다. 고려대 생명공학원 안지훈 교수는 스페인, 독일 연구진과 공동으로 식물체에 있는 `FCA' `FVE' 유전자가 기온 변화를 감지, 꽃피는 시기를 조절한다는 사실을 밝혀냈다고 27일 밝혔다. 안 교수가 제1저자로 참여한 이번 연구결과는 인용지수(31)가 세계 최고 수준인 과학잡지 `네이처 지네틱스(Nature Genetics)' 2월호에 실릴 예정이며, 이날 인터넷에 미리 공개됐다. 식물의 개화 시기 조절 메커니즘을 연구하는 과학자들은 가장 중요한 개화 요인으로 식물체 내부의 신호 전달과 일조량(광주기), 기온변화 등 외부 환경을 지목해왔다.
특히 식물 종류별로 꽃피는 기온이 다른 것은 온도 변화에 따라 식물체의 대사 속도가 달라지기 때문이라고 짐작해왔다. 안 교수팀은 이번 연구을 통해 식물체 안의 `FCA' `FVE' 유전자가 대기 온도를 감지, 개화시기를 조절하는 `FT'유전자에 `개화' 신호를 전달한다는 사실을 처음 밝혀냈다. 즉 대기온도를 감지한 유전자들이 `FT'유전자에 신호를 보내 `FT'유전자의 발현을 통해 꽃피는 시기를 조절한다는 것이다. 안 교수는 지난 99년 `FT'유전자의 기능에 대한 논문을 세계에서 처음으로 `사이언스'지에 실었다.
안 교수는 "이번 연구 결과를 응용하면 본래 개화 온도와 다른 기온 조건에서도 꽃이 피는 `맞춤꽃'도 개발할 수 있을 것"이라고 말했다.
scoopkim@yna.co.kr
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해명은 필요없다.
추측컨데 전남대 과학소식란에 올려진 [고려대 생명공학원 안지훈 팀]에게 자극받은 [전남대 농업식물스트레스연구센터 김정묵 교수팀]이 좀더 적극적으로 부산대의 애기장대 유전자 8,500개가 집적된 DNA칩을 이용해 이번에 결정적으로 유전학적 실험을 벌인 결과 저온 저항성을 높이고 개화(開花) 시기를 조절하는 ‘ACG1/FVE’라는 유전자를 밝혀낸 것이 아닌가 싶다. 아무튼 뭔 연구이든 연구주제가 같으면 모방과 창안을 통해 획기적인 것이 발견되는 수도 있을 것이다.
아무쪼록 최종적으로 전문가들의 공증작업을 걸쳐 [외부의 환경인자가 식물의 내부 신호전달체계에서 어떻게 전달되고 유전자에 작용하는지]에 관한 해법이 21세기 한국농업의 기초과학화에 큰틀이 돼 주기 바란다.
3.각설하고, 유전자 acg1/fve 발견에 의미와 파급전망은 어떠한가?
과학기술부의 21세기 프런티어개발사업 중 하나인 자생식물이용기술개발사업단에서 추진하는 사업화의 구체적으로 적용할 수 있는 곳이 우선적으로 대량 작물생산을 기대하는 곳은 김치산업이다.
특히 배추김치는 배추고추무갓마늘파미나리 등등 종합적인 식물을 주원료로 동원해야하는 젖산 발효를 시킨 세계적인 한국 발효음식이다. 과학적 근거를 가진 배추작물과 김치산업의 과학화를 꾀할 수 있다. 식물의 상품성은 그 모두가 개화(꽃피우기)와 그 후에 열매(씨)에서 나오고 있다.
특히 저온 저항성을 높여주는 CBF/DREB을 촉진하는 역할도 하고 있다는 점에서 한반도 지역 산간 고냉지(400m이상) 채소의 슈퍼화가 실현된다.
그림1. http://news.joins.com/component/htmlphoto_mmdata/200401/htm_2004012518540270007300-002.JPG
그림1.을 보면 유전자 acg1/fve가 제거된 토종배추는 개화하지 않고 영양분을 몽땅 잎으로 가도록 하여 잎사귀만 무성한 슈퍼배추를 만들 수도 있다는겨. 물론 저온에 특별히 강한 배추이다.
4.아무튼 이번에 김정묵 교수팀의 'acg1/fve' 발견의 성과는 직접적으로 한국김치의 상품의 주재료가 되는 배추.고추 등의 최고급 식물품질의 과학적인 생산의 기초과학을 마련한 것이다.
김치 종주국으로써의 한국의 위치는 IT(CDMA개발).반도체 강국의 면모만큼이나 그 인지도는 세계적인 수준이 될 것이다. 그뿐인가 신토불이 토종 식물의 고품질.슈퍼화.대량화의 유전자 조절을 통한 과학적 근거에 의해 초정밀화된 농업은 다른 나라에서 볼 수 없는 완벽한 안정성을 보장하는 식물식품의 기준을 유지할 것이다.
이들 모든 것이 [과학적인 유전자 규명에 근거]하여 농사가 되고 있다면 그 어떤 나라와의 자유무역협정 FTA의 농산물의 가격경쟁에서도 결코 뒤지지는 않을 것이다.
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