필요성이 없고 심지어 낭비라고까지 여겨졌던, 식물의 광호흡이 요즘 같은 전지구적 기후변화의 시대에 매우 유익하다는 연구 결과가 발표되어 관심을 끌고 있다.
UC Davis의 한 연구진은 광호흡(photorespiration)이라는 이 과정이 식물의 건강한 성장에 필수적이라는 사실을 발견했으며, 대기 중 이산화탄소가 증가하는 기후 변화에 특히나 필수적인 과정이라는 연구결과는 PNAS 최신호에 발표하였다.
지난 2백년 동안 과학자들은 태양에너지를 이용해 물과 이산화탄소를 포도당과 산소로 바꾸어 이용하는 식물을 놀라운 생화학공장으로 이해해 왔다.
광합성이라 불리는 이러한 과정은 개념적으로는 간단해 보이지만 자세히 들여다 보면 매우 복잡하다. 그리고 광합성과 연관된 광호흡이라는 과정에 대해서도 연구자들은 수년 동안 씨름해 왔다.
광호흡은 광합성과는 반대로 당(sugar)을 이산화탄소와 물, 그리고 에너지로 전환하는 역할을 하기 때문에 언뜻 보기에는 낭비적인 과정으로 여겨져 왔다.
대기중에 이산화탄소가 많이 존재했던 과거에는 필요했지만, 이제는 더 이상 필요한 기능이 아니라고 많은 과학자들은 믿고 있다. 몇몇 과학자들은 유전자 조작을 통해 빛과 무관한 반응에 관여하는 효소의 활성을 바꾸어 광호흡을 최소화하는 반면, 광합성은 극대화시키는 방향으로 조작하려는 연구도 수행했다. 그렇게 하면 보다 생산성이 높은 작물을 만들 수 있을 것이라고 과학자들은 생각했다.
그러나 UC Davis의 연구진은 광호흡이 우리가 알고 있는 것 이상이라는 점을 새로운 연구결과로 알려주고 있다. 광호흡을 최소화한 작물은 그리 건강하지 못할 것이라는 충고를 하고 있는 것이다.
"평상 시 조건에서 광호흡은 광합성에서 얻은 에너지의 약 25%를 없앱니다. 그러나 우리는 광호흡이 식물로 하여금 무기태 질소를 식물 성장에 필요한 형태로 바꿀 수 있게 한다는 것을 알아내었습니다." UC Davis 원예학과 교수이자 이번 연구를 이끈 Arnold Bloom의 말이다.
연구진은 광호흡을 억제하는 높은 이산화탄소 농도 또는 낮은 산소 농도 조건에 밀과 애기장대(Arabidopsis) 식물이 노출되었을 때, 줄기에 질산염 축적이 느려지는 현상을 발견했다고 밝혔다. 결국 질소 부족으로 식물 성장이 감소하게 되는 것이다.
"이번 연구 결과는 대기중 이산화탄소가 급격히 증가할 경우 많은 식물들이 빠른 성장을 할 수 없는 이유를 설명해 줍니다. 그리고 지구의 기후변화로 대기중 이산화탄소가 2배 증가할 것으로 예상되는 이 시점에 유전자 조작을 통한 광호흡 억제 작물 개발은 현명한 판단이 아니라고 생각합니다." Bloom의 충고를 귀담아 들을 필요가 있을 것 같다.
*저자 연락처
Arnold Bloom
vegetable crops 530-752-1743,
ajbloom@ucdavis.edu. *원문 사이트
http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/0404388101v1 http://www.eurekalert.org/pub_releases/2004-07/uoc--prn072104.php 등록날짜 2004/07/24 출판일 20040722
원문언어 영어 국가 미국
정보출처 PNAS Early Edition kisti.
운영자, 다른기사보기기사등록일시 : 2004.07.26 08:19
<저작권자 © 자닮, 무단 전재 및 재배포 금지>
