IBS-포스텍 연구진, 식물세포 안정적 생체리듬 규명

기초생명 현상이해 단초 제공… 농업분야 적용 가능

▲ 남홍길 교수

▲ 황태희 교수

국제과학비즈니스벨트 핵심 기관인 기초과학연구원(원장 오세정·IBS) '식물 노화·수명 연구단'(남홍길 단장, DGIST 교수)은 포스텍 연구진과(황태희 교수팀) 공동으로 '식물의 세포가 불안정한 외부 환경영향에도 안정적인 반응을 보이게 하는 생체 회로'에 대한 새로운 작용기전을 규명했다.

세포내 분자 네트워크의 형성과 정보 처리를 통해 생체회로의 안전성을 유도하는 기전을 규명한 이번 연구는 기초생명현상을 이해하는 단초를 제공, 작물성장과 수확시기 조절 등 농업분야 적용은 물론 생체형 정보처리 전자회로 구성의 가능성을 제시했다.

세포는 기본적으로 다양한 생체신호 처리구조를 가지고 있으며 내·외부 환경으로부터의 정보를 처리해 생존·성장·복제한다.

남 단장은 자이겐티아(GI)가 식물 생체 시계의 활성조절 중요인자임을 1999년 사이언스(Science)에 발표한바 있다.

연구진은 식물 생체시계의 활성조절역할을 하는 단백질인 자이겐티아(GI)가 세포핵과 세포질 2곳에 각각 존재하며 서로 반대되는 조절 신호를 보냄으로써, 생체 회로의 안정성을 유도하는 특별한 정보처리 기전을 확인했다.

연구진은 계산학적인 생체 정보 처리 모델링을 통해 세포내 신호조절 회로를 규명함으로써 자이겐티아(GI) 단백질과 중심 조절자인 라이(LHY)가 만들 수 있는 모든 종류의 분자 네트워크 모델을 만들고 이를 실험적으로 증명했다.

IBS 남 단장은 “이번 연구 결과는 세포내 분자 네트워크의 형성과 정보 처리 및 이에 의한 생명 현상 조절을 이해하는 새로운 패러다임을 제공, 기존에 이해하기 힘들었던 여러 생명과학을 새롭게 해석하게 하는 전환점이 된다는 점에서 의미가 있다”고 말했다.

권은남 기자