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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2010-09-01
- 조회8,082
Dev. Cell, Volume 19, Issue 2, 284-295, 17 August 2010 | 10.1016/j.devcel.2010.07.011
The Cytokinin-Activated Transcription Factor ARR2 Promotes Plant Immunity via TGA3/NPR1-Dependent Salicylic Acid Signaling in Arabidopsis
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
사이토카이닌은 식물의 생산성을 조절하는데 매우 중요한 호르몬으로, 최근 오래 전부터 사용되어 오던 다수확 벼 품종이 사이토카이닌 함량 증대에 의한 것이라는 사실이 밝혀져 새롭게 주목 받고 있습니다.
녹색혁명 이후 식량의 생산량은 꾸준히 증가해오고 있지만 이제 그 증가추이가 크게 둔화되고 있습니다. 이는 기후 변화와 같은 환경적 요인과 이에 따른 새로운 병충해의 출현 등에 기인하고 있습니다. 따라서 미래의 고 수확 작물은 생산성뿐 아니라 높은 병 저항성도 가져야 합니다. 그러나 일반적으로 식물의 면역 반응은 많은 에너지가 소모되기 때문에 생장에 필요한 에너지를 확보할 수 없어 생산성이 떨어지는 것으로 알려져 있습니다. 본 연구는 생장 호르몬인 사이토카이닌이 식물의 병 저항성도 증가시킬 수 있다는 사실과 이에 연관되는 molecular mechanism을 규명한 것입니다. 기존 애기장대에서 박테리아 병원균의 저항성을 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 salicylic acid (SA) 에 의해 활성화되는 전사조절 인자인 TGA3이 사이토카이닌에 의해 직접적으로 활성화되는 전사조절인자인 ARR2와 결합, 병 저항성 유전자의 promoter에 결합하도록 함으로서 사이토카이닌과 SA에 의해 병 저항성 반응이 synergistic하게 증가된다는 것을 확인하였습니다. 사이토카이닌 신호전달은 이끼부터 목본식물에 이르기까지 다양한 식물 종에 잘 보존되어 있습니다. 이번 연구에서 사이토카이닌이 박테리아뿐 아니라 곰팡이 균에 대한 저항성도 증가시킨다는 것을 확인하였기 때문에 다양한 병원균에 대한 사이토카이닌의 효과를 확인하고 또 그 분자 기작을 밝힘으로써 다양한 작물의 생산성과 병 저항성을 높일 수 있는 기술을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 생각합니다.
연구 과정 중 가장 기억에 남았던 것을 병원균을 접종하고 저항성 여부를 확인하는 과정이었습니다. 저희 실험실에서 병 저항성 관련 실험을 해본 적이 없기 때문에 고려대 백경희 교수님 실험실의 도움을 받아 박테리아균을 접종하는 방법을 배워왔는데, 실험 자체는 쉬운 실험임에도 불구하고 일관성 있는 결과가 나오지 않아 6개월 동안 병원균 접종만 했습니다. 마지막으로 한번만 더 해보고 그만둬야지 하는 순간에 결과가 나오기 시작한 덕분에 이를 바탕으로 계속 연구를 진행할 수 있었습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저는 포항공대 생명공학연구센터에 재학 중에 있습니다. 생명공학연구센터는 학제간 융합 연구를 목적으로 동 식물과 같은 생물 분야뿐 아니라 화학, 의학 분야 등 다양한 분야의 연구가 진행 중입니다. 또한 i-bio와 같은 생물 정보학 연구시설도 근처에 있어 microarray, next generation sequencing, MS/MS와 같은 기법을 쉽게 활용할 수 있다는 장점도 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
앞서 6개월간 병원균 접종만 하면서 느낀 점은 역시 무슨 일이든 자신이 즐거워야 할 수 있다는 것입니다. 이번 연구를 진행하면서 저 나름 사이토카이닌과 같은 성장호르몬의 병 저항성 과정에서의 역할을 밝히는 것이 농업이나 바이오에너지 사업 등에 응용될 수 있는 여지가 있다고 생각했고 이러한 목적의식이 포기하지 않고 계속 연구를 진행할 수 있도록 해준 것 같습니다.
이 연구를 처음 진행하게 된 계기는 심심할 때 SA나 병원균을 처리한 microarray data들을 받아서 분석해보고 그 과정에서 사이토카이닌 관련 유전자들이 이들 호르몬이나 병원균의 침입에 의해 크게 조절 받는다는 것을 확인한 것이었습니다. 최근 많은 high-throughput data 들이 public database를 통해 공개되고 있는데, 실험을 수행하고 분석한 사람과 자신과의 관점의 차이가 있기 때문에 다른 사람의 데이터를 자신이 관심 있는 유전자들을 중심으로 분석해보면 흥미로운 주재들을 많이 얻을 수 있을 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
모든 분야가 다 그렇기는 하지만, 상대적으로 버는 돈은 적고 일하는 시간은 긴 일이기 때문에 무엇보다도 본인이 즐기지 못하면 계속 하기 힘든 일인 것 같습니다. 확실한 흥미나 목적의식을 갖는 것이 무엇보다 중요한 것 같습니다.
연구를 진행하는 과정에서 고려대 백경희 교수님, 김영진 교수님, 한국생명과학원의 류충민 교수님등 많은 분들의 조언을 받았습니다. 이러한 과정에서 아무리 공부를 해도 명확하게 잡히지 않던 개념이나 실험 설계가 구체화되는 것을 느꼈습니다. 따라서 연구를 진행하는 과정에서 많은 사람과의 개방적인 토론이 큰 도움이 된다는 것을 느꼈고 이 자리를 빌어 그 분들께 감사 드린다는 말씀을 하고 싶습니다.
사이토카이닌은 식물의 생산성을 조절하는데 매우 중요한 호르몬으로, 최근 오래 전부터 사용되어 오던 다수확 벼 품종이 사이토카이닌 함량 증대에 의한 것이라는 사실이 밝혀져 새롭게 주목 받고 있습니다.
녹색혁명 이후 식량의 생산량은 꾸준히 증가해오고 있지만 이제 그 증가추이가 크게 둔화되고 있습니다. 이는 기후 변화와 같은 환경적 요인과 이에 따른 새로운 병충해의 출현 등에 기인하고 있습니다. 따라서 미래의 고 수확 작물은 생산성뿐 아니라 높은 병 저항성도 가져야 합니다. 그러나 일반적으로 식물의 면역 반응은 많은 에너지가 소모되기 때문에 생장에 필요한 에너지를 확보할 수 없어 생산성이 떨어지는 것으로 알려져 있습니다. 본 연구는 생장 호르몬인 사이토카이닌이 식물의 병 저항성도 증가시킬 수 있다는 사실과 이에 연관되는 molecular mechanism을 규명한 것입니다. 기존 애기장대에서 박테리아 병원균의 저항성을 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 salicylic acid (SA) 에 의해 활성화되는 전사조절 인자인 TGA3이 사이토카이닌에 의해 직접적으로 활성화되는 전사조절인자인 ARR2와 결합, 병 저항성 유전자의 promoter에 결합하도록 함으로서 사이토카이닌과 SA에 의해 병 저항성 반응이 synergistic하게 증가된다는 것을 확인하였습니다. 사이토카이닌 신호전달은 이끼부터 목본식물에 이르기까지 다양한 식물 종에 잘 보존되어 있습니다. 이번 연구에서 사이토카이닌이 박테리아뿐 아니라 곰팡이 균에 대한 저항성도 증가시킨다는 것을 확인하였기 때문에 다양한 병원균에 대한 사이토카이닌의 효과를 확인하고 또 그 분자 기작을 밝힘으로써 다양한 작물의 생산성과 병 저항성을 높일 수 있는 기술을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 생각합니다.
연구 과정 중 가장 기억에 남았던 것을 병원균을 접종하고 저항성 여부를 확인하는 과정이었습니다. 저희 실험실에서 병 저항성 관련 실험을 해본 적이 없기 때문에 고려대 백경희 교수님 실험실의 도움을 받아 박테리아균을 접종하는 방법을 배워왔는데, 실험 자체는 쉬운 실험임에도 불구하고 일관성 있는 결과가 나오지 않아 6개월 동안 병원균 접종만 했습니다. 마지막으로 한번만 더 해보고 그만둬야지 하는 순간에 결과가 나오기 시작한 덕분에 이를 바탕으로 계속 연구를 진행할 수 있었습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저는 포항공대 생명공학연구센터에 재학 중에 있습니다. 생명공학연구센터는 학제간 융합 연구를 목적으로 동 식물과 같은 생물 분야뿐 아니라 화학, 의학 분야 등 다양한 분야의 연구가 진행 중입니다. 또한 i-bio와 같은 생물 정보학 연구시설도 근처에 있어 microarray, next generation sequencing, MS/MS와 같은 기법을 쉽게 활용할 수 있다는 장점도 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
앞서 6개월간 병원균 접종만 하면서 느낀 점은 역시 무슨 일이든 자신이 즐거워야 할 수 있다는 것입니다. 이번 연구를 진행하면서 저 나름 사이토카이닌과 같은 성장호르몬의 병 저항성 과정에서의 역할을 밝히는 것이 농업이나 바이오에너지 사업 등에 응용될 수 있는 여지가 있다고 생각했고 이러한 목적의식이 포기하지 않고 계속 연구를 진행할 수 있도록 해준 것 같습니다.
이 연구를 처음 진행하게 된 계기는 심심할 때 SA나 병원균을 처리한 microarray data들을 받아서 분석해보고 그 과정에서 사이토카이닌 관련 유전자들이 이들 호르몬이나 병원균의 침입에 의해 크게 조절 받는다는 것을 확인한 것이었습니다. 최근 많은 high-throughput data 들이 public database를 통해 공개되고 있는데, 실험을 수행하고 분석한 사람과 자신과의 관점의 차이가 있기 때문에 다른 사람의 데이터를 자신이 관심 있는 유전자들을 중심으로 분석해보면 흥미로운 주재들을 많이 얻을 수 있을 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
모든 분야가 다 그렇기는 하지만, 상대적으로 버는 돈은 적고 일하는 시간은 긴 일이기 때문에 무엇보다도 본인이 즐기지 못하면 계속 하기 힘든 일인 것 같습니다. 확실한 흥미나 목적의식을 갖는 것이 무엇보다 중요한 것 같습니다.
연구를 진행하는 과정에서 고려대 백경희 교수님, 김영진 교수님, 한국생명과학원의 류충민 교수님등 많은 분들의 조언을 받았습니다. 이러한 과정에서 아무리 공부를 해도 명확하게 잡히지 않던 개념이나 실험 설계가 구체화되는 것을 느꼈습니다. 따라서 연구를 진행하는 과정에서 많은 사람과의 개방적인 토론이 큰 도움이 된다는 것을 느꼈고 이 자리를 빌어 그 분들께 감사 드린다는 말씀을 하고 싶습니다.
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