ํ๋น๊ณผ ๋ฌผ๊ณผ ๊ณต๊ธฐ๋ก๋ถํฐ ํฌ๋๋น์ ํฉ์ฑํ๋ ๊ดํฉ์ฑ ๊ณผ์ ์๋ ํ ์ก์ ๋ฐ๊ฐ ์์ง๋ง, ์๋น์ ์๋ฌผ๋ค์ ๊ดํฉ์ฑ ํจ์จ์๋ ๊ฐ์ ์ ์ฌ์ง๊ฐ ์๋ค. ๊ณผํ์๋ค์ ์๋ฌผ์ ๋จ์กฐ๋ฅ(blue-green algae)์ ํจ์๋ฅผ ์ฅ์ฐฉํ์ฌ ์ด์ฐํํ์๊ฐ ๋น(็ณ)์ผ๋ก ์ ํ๋๋ ์๋๋ฅผ ํฅ์์ํด์ผ๋ก์จ, ์๋ฌผ์ ๊ดํฉ์ฑ ํจ์จ์ ์ฆ๋์ํค๋ ๋ฐ ํ๊ฑธ์ ๋ ๋ค๊ฐ์ฐ๋ค. Nature 9์ 17์ผํธ์ ์ค๋ฆฐ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๊ฒฐ๊ณผ๋(์ฐธ๊ณ 1), ์๋์ฆ์ฐ์ ๊ฐ๋ก๋ง๊ณ ์๋ ๊ฑธ๋ฆผ๋์ ์ ๊ฑฐํ ํ๊ธฐ์ ์ฑ๊ณผ๋ก ํ๊ฐ๋๋ค.
"์ฆ๊ฐํ๊ณ ์๋ ์ธ๊ณ์ธ๊ตฌ๋ฅผ ๋ถ์ํ๋ ค๋ฉด ์๋์ฆ์ฐ์ด ํ์ํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๋๊ฒฝ์ง์ ์ด์ฉ์ ์ฆ๊ฐ์ํค๋ ๋ฐ๋ ํ๊ณ๊ฐ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ์ธ๊ฐ์ ๊ด์ฌ์ ์๋ฌผ์ ์์ถ์ ์ฆ๊ฐ์ํค๋ ๋ฐ ์ ๋ ค ์๋ค"๊ณ ๋ํ ์๋ฌผ๋ณดํธ ์ฌ์
๋ถ์ ์คํฐ๋ธ ๊ตฌํ
๋ฆฟ์ง ๋ฐ์ฌ๋ ๋งํ๋ค.
๊ณผํ์๋ค์ ์ค๋ซ๋์ ๋์๋ฌผ์ ์์ถ์ ์ฆ๊ฐ์ํค๊ธฐ ์ํ ์๋จ์ผ๋ก ๋ฃจ๋น์ค์ฝ(Rubisco)๋ผ๋ ํจ์์ ์ฃผ๋ชฉํด ์๋ค. ๋ฃจ๋น์ค์ฝ๋ ์ด์ฐํํ์๋ฅผ ๋น์ผ๋ก ์ ํ์ํค๋ ํจ์๋ก, ์ง๊ตฌ์์ ๊ฐ์ฅ ํ๋ถํ๊ฒ ์กด์ฌํ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ด๋ฉฐ, ์์์ ๋ฐ๊ฒฌ๋๋ ์์ฉ์ฑ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์ ๋ฐ์ ์ฐจ์งํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๋ค์ง์ด ๋งํ๋ฉด, ๋ฃจ๋น์ค์ฝ๊ฐ ๊ทธ๋ ๊ฒ ํ๋ถํ๊ฒ ์กด์ฌํ๋ค๋ ๊ฒ์ ๋ฃจ๋น์ค์ฝ์ ๋นํจ์จ์ฑ์ ๋ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ด๋ผ๊ณ ๋ณผ ์ ์๋ค. ์ฆ, ์๋ฌผ๋ค์ ๋ฃจ๋น์ค์ฝ์ ๋๋ฆฐ ์ด๋งค์์ฉ์ ๋ณด์ํ๊ธฐ ์ํด ๋ค๋์ ๋ฃจ๋น์ค์ฝ๋ฅผ ์์ฑํ๋ค๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์ด๋ค ๊ณผํ์๋ค์ "๋ฃจ๋น์ค์ฝ์ ์กฐ์์ ๊ฐํ๊ณ ์ด์ฐํํ์์ ๋๋๋ฅผ ์ฆ๊ฐ์ํฌ ๊ฒฝ์ฐ ์์ด๋ ๋ฐ์ ์ํ๋์ ์ต๋ 60%๊น์ง ์ฆ๊ฐ์ํฌ ์ ์๋ค"๊ณ ์ถ์ ํ ๋ฐ ์๋ค(์ฐธ๊ณ 2).
์ฝ๋ฌ ๋ํ๊ต์ ๋ชจ๋ฆฐ ํธ์จ ๊ต์(์ ์ ํ)๊ฐ ์ด๋๋ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋จ์กฐ๋ฅ์ธ Synechococcus elongatus๊ฐ ๋ณด์ ํ ๋น ๋ฅธ ๋ฃจ๋น์ค์ฝ๋ฅผ ๋น๋ ค์ ์๋ฌผ์ ์ฅ์ฐฉํด ๋ณด๊ธฐ๋ก ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋ก๋ด์คํ
๋ ์ฐ๊ตฌ์์ ๋งํด ํจ๋ฆฌ ๋ฐ์ฌ(์๋ฌผ์๋ฆฌํ)์ ๋์์ ๋ฐ์, ๋ด๋ฐฐ์ ์ฝ๋ก์ฒด์ S. elongatus์ ๋ฃจ๋น์ค์ฝ ์ ์ ์๋ฅผ ์ฝ์
ํ๋ค. ํํธ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋ฃจ๋น์ค์ฝ์ ํด๋ฉ์ ๋์์ฃผ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง๊ณผ ๋ฃจ๋น์ค์ฝ๋ฅผ ๊ตฌ์กฐ์ ์ผ๋ก ์ง์งํ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง๋ ์ฒจ๊ฐํ๋ค. (๋ด๋ฐฐ๋ ์ ์ ๊ณตํ ์ฐ๊ตฌ์ ํํ ์ฌ์ฉ๋๋ ๋ชจ๋ธ์ด๋ค.)
์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ, S. elongatus์ ๋ฃจ๋น์ค์ฝ ์ ์ ์๊ฐ ์ฅ์ฐฉ๋ ๋ด๋ฐฐ๋ค์ ๊ดํฉ์ฑ์ ํ๋ฐํ ์ํํ์ฌ, ์ ์์ ์ธ ๋ด๋ฐฐ๋ณด๋ค ๋น ๋ฅธ ์๋๋ก ์ด์ฐํํ์๋ฅผ ๋น์ผ๋ก ์ ํ์ํค๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. "์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ `๋ฃจ๋น์ค์ฝ์ ํจ์จ์ด ๋์ผ๋ฉด ์๋ฌผ์ ์์ฐ์ฑ์ด ๋์์ง ์ ์๋ค`๋ ๊ฐ์ค์ ์
์ฆํ๋ ์ค์ํ ๊ทผ๊ฑฐ์๋ฃ๋ฅผ ์ ์ํ๋ค"๊ณ ์ผ๋ฆฌ๋
ธ์ด ๋ํ๊ต์ ๋๋๋ ์คํธ ๊ต์(์๋ฌผ์๋ฌผํ)๋ ๋งํ๋ค.
๊ทธ๋ฐ๋ฐ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ์๋ ํ ๊ฐ์ง ๋ฌธ์ ์ ์ด ์๋ค. ์ธ๊ท ์ ๋ฃจ๋น์ค์ฝ๊ฐ ๋ด๋ฐฐ์ ๋ฃจ๋น์ค์ฝ๋ณด๋ค ๋นจ๋ฆฌ ์๋ํ๋ ๊ฒ์ ์ฌ์ค์ด์ง๋ง, ์ด์ฐํํ์๋ณด๋ค ์ฐ์์ ๋ฐ์ํจ์ผ๋ก์จ ์๋์ง๋ฅผ ๋ญ๋นํ๋ ๊ฒฝํฅ์ด ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ดํฉ์ฑ ์ธ๊ท ์ ์นด๋ฅด๋ณต์์(carboxysome)์ด๋ผ๋ ์ ๋ฌธํ๋ ๊ตฌ์กฐ์ฒด๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ด ๋ฌธ์ ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๋ค. ์นด๋ก๋ณต์์์ ๋ฃจ๋น์ค์ฝ๋ฅผ ์ธํ๋ฆฌ ์์ ๊ฐ๋ฌ ์ด์ฐํํ์๊ฐ ํ๋ถํ ํ๊ฒฝ์ ์กฐ์ฑํจ์ผ๋ก์จ ๋ญ๋น์ ์ธ ๋ฐ์์ ๋ง๋ ์ญํ ์ ํ๋ค.
์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋
ธ๋ ฅ์ผ๋ก ํ์ํ ์ ์ ์์กฐ์ ๋ด๋ฐฐ๋ ์นด๋ฅด๋ณต์์์ ๊ฐ๊ณ ์์ง ์์ ๋ฐ๋ค๊ฐ ๋ฃจ๋น์ค์ฝ์ ์๋ ์ ์ด, ์ด์ฐํํ์๋ฅผ ๊ณ ๋๋๋ก ์ ์งํ๊ธฐ ์ํด ๋ฐํ๋ ๋ฐฉ(ๆฟ) ์์์ ์ฌ๋ฐฐํด์ผ ํ๋ ๋ฌธ์ ์ ์ด ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ด ๊ฐ์ ๋ฌธ์ ์ ์ ํด๊ฒฐํ ํฌ๋ง์ด ๋ณด์ด๊ณ ์๋ค. ์ง๋ 6์ ์ฐ๊ตฌ์ง์ "์ธ๊ท ์ ์นด๋ฅด๋ณต์์๊ณผ ์ ์ฌํ ๊ตฌ์กฐ์ฒด๋ฅผ ์์ฑํ๋ ๋ด๋ฐฐ๋ฅผ ๋ง๋๋ ๋ฐ ์ฑ๊ณตํ๋ค"๊ณ ๋ณด๊ณ ํ๋ค. ํธ์จ ๊ต์์ ์ํ๋ฉด, ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋ค์ ๊ณผ์ ๋ `์ธ๊ท ์ ๋ฃจ๋น์ค์ฝ๋ฅผ ๋ณด์ ํ ๋ด๋ฐฐ์ ์ด ๊ตฌ์กฐ์ฒด๋ฅผ ๋ฐํ์ํค๋ ๊ฒ`์ด๋ผ๊ณ ํ๋ค. ์คํธ ๊ต์๋ ํฅํ 5๋
์ด๋ด์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์นด๋ฅด๋ณต์์์ ๋ณด์ ํ๋ ๋ด๋ฐฐ๊ฐ ํ์ํ ์ ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ์ ๋งํ๊ณ ์๋ค.
โป ์ฐธ๊ณ ๋ฌธํ
1. Lin, M. T., Occhialini, A., Andralojc, P. J., Parry, M. A. J. & Hanson, M. R. Nature
http://dx.doi.org/10.1038/nature13776 (2014).
2. McGrath, J. M. & Long, S. P. Plant Physiol. 164, 2247–2261 (2014).
3. Lin, M. T. et al. Plant J. 79, 1–12 (2014).
์ถ์ฒ: KISTI ๋ฏธ๋ฆฌ์ ๊ธ๋ก๋ฒ๋ํฅ๋ธ๋ฆฌํ
์๋ฌธ:
http://www.nature.com/news/hacked-photosynthesis-could-boost-crop-yields-1.15949 ์ ๊ณต:kisti, ๋ค๋ฅธ๊ธฐ์ฌ๋ณด๊ธฐ๊ธฐ์ฌ๋ฑ๋ก์ผ์ : 2014.12.02 11:26
<์ ์๊ถ์ © ์๋ฎ, ๋ฌด๋จ ์ ์ฌ ๋ฐ ์ฌ๋ฐฐํฌ ๊ธ์ง>
#kisti