[더코리아-광주] 전남대학교 바이오에너지공학과 김정묵 교수가 식물이 어떻게 온도변화를 인지하는지 연구 결과를 담은 논문을 발표했다.

식물은 주변 온도변화를 인지해 고온이나 저온의 스트레스 조건에서 적응해 생존하려는 원리를 가지고 있다.

식물의 온도 감응은 그 첫 번째 단계다. 세포막에 있는 단백질, 빛을 인지하는 광수용체 등이 온도에 따라 생화학적 및 물리학적 변화를 통해 세포 내 신호전달 경로를 자극해 온도변화에 적응하기 위한 생리학적, 발달학적 변화를 일으킨다.

특히 최근에는 유전체가 있는 세포핵 내에서 온도변화에 따른 액상 분리에 의해 온도 감응 단백질들이 온도 반응 유전자의 작동을 유도하거나 억제해 온도변화에 따른 식물 반응인 꽃 피는 시기, 병원균에 대한 식물 면역반응, 빛에 의한 식물의 형태 변화 등을 조절한다는 것이 밝혀졌다.

내재적으로 무질서한 구조를 가진 단백질들이 이러한 온도 감응을 하는 것으로 나타났다. 식물체에 이러한 단백질들이 많이 존재하는 것으로 확인돼, 액상 분리에 의한 온도 감응이 식물이 온도변화를 인지하는 주요 기전의 하나로 예측된다. 논문에서는 미생물과 인간의 온도 감응 분자와 작동 기전을 식물의 온도 감응 기전과 비교 분석하고 향후 연구 방향을 제시했다.

최근 기후 변화로 인해 생겨난 고온과 저온 스트레스로 인해 작물의 수율 감소가 전세계적으로 일어나고 있다. 식물의 온도 감응 분자나 감응 기전을 이해하게 되면 화학적, 유전학적 전략으로 기후 변화에 대응할 수 있는 작물개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

이 연구는 한국연구재단 기초연구실 및 중견연구 연구비 지원으로 수행됐으며, 김정묵 교수가 교신저자로, 정재훈(성균관대), 서필준(서울대), 오은규(고려대) 교수가 공동 제1저자로 참여했다.

이번 논문은 식물학 분야 저명 학술지인 트랜즈 인 플랜트 사이언스(Trends in Plant Science, 피인용지수: 22.012, 상위 1%) 온라인판에 게재됐다.

*논문 원제: Temperature perception by plants (Trends in Plant Science, DOI: https://doi.org/10.1016/j.tplants.2023.03.006)