미세조류가 극지에서 살아남은 이유
미세조류가 극지에서 살아남은 이유
  • 함예솔
  • 승인 2020.01.14 04:05
  • 조회수 356
  • 댓글 0
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요약

 

극지방 빙하 표면에 서식하는 미세조류의 유전자를 활용해 추위에 강한 식물을 만드는 실험이 성공했다고 합니다. 빙하에 사는 빙설미세조류 클로로모나스를 분석한 결과 일정 온도 이하에서만 작동하는 29개의 유전자를 찾아냈다고 합니다. 그 중 얼음 결합 단백질은 얼음 결정 성장 억제 효과를 보였습니다. 얼음 결합 단백질 유전자를 넣은 애기장대는 냉해에 강한 효능을 보였습니다.

빙하에 사는 '클로로모나스'의 특별한 유전자

극지빙설미세조류. 출처: 극지연구소
극지빙설미세조류. 출처: 극지연구소

빙하에 사는 빙설미세조류 클로로모나스(Snow algae; Chloromonas)는 얼음 결정의 형성과 성장을 막는 얼음 결합 단백질(IBP, Ice-Binding Protein)을 다수 보유하고 있는 것으로 확인됐습니다. 얼음 결정은 자라면서 세포를 손상시키기 때문에 생물의 생존을 위협할 수 있다고 하는데요.

설미세조류 얼음결합 단백질 주입실험 결과. 출처: 극지연구소
설미세조류 얼음결합 단백질 주입실험 결과. 출처: 극지연구소

연구팀은 클로로모나스를 분석해 일정 온도 이하에서만 작동하는 29개의 유전자를 찾아냈습니다. 얼음 결합 단백질 유전자 CmlBP1을 코딩하는 얼음 결합 단백질은 얼음 결정 성장억제 효과가 일반 단백질에 비해 5배 이상 높았습니다. 

 

얼음 결합 단백질 유전자를 넣은 애기장대는 저온에 적응하는 별도의 과정 없이 냉해에 강한 효능을 보였는데요. 이 실험은 빙설미세조류의 얼음 결합 단백질이 식물의 형질 개선에 사용될 수 있음을 보여준 첫 사례입니다. 이 연구는 <Plant and Cell Physiology>에 게재됐습니다. 

 

  • 애기장대

생애주기가 짧아 유전연구에 많이 쓰이는 식물입니다. 겨울이 오기 전 섭씨 10도 미만의 온도에 일정시간 노출됐을 때 저온으로 인한 손상을 막는 물질을 만들어내는 것으로 알려져 있습니다.

 

극지연구소 이정은 선임연구원은 "극지 환경에 서식하는 생명체의 생존전략, 얼음결합 단백질의 구조적 특징과 기능이 규명된 만큼 향후 줄기세포, 수정란의 장기보관이나 농작물의 냉해피해 예방 등 관련 산업에서 다양하게 활용될 것"이라고 전했습니다. 

 


##참고자료##

 


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