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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2018-06-18
- 조회3,315
Nat. Plants, Published: 28 May 2018 | https://doi.org/10.1038/s41477-018-0157-2
Translational control of phloem development by RNA G-quadruplex–JULGI determines plant sink strength
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
체관은 식물의 생장과 발달에 필수적인 광합성 산물, 유기 물질, 다양한 신호 물질의 수송 통로입니다. 바닷속에서 지상으로 진출한 식물은 체관을 포함하는 관다발이라는 물질 수송에 최적화된 기관을 가지게 됨으로 개체의 크기를 키우고 육지를 덮으며 번성할 수 있었습니다. 이로써 왕성한 광합성을 통해 인류를 포함한 생명체가 살아갈 수 있는 지구 환경이 마련되었지요.
체관은 형성층 줄기세포라는 모세포로부터 분화되는 세포로 세포 분화 과정 동안 핵이 사라지고 물질 수송에 적합한 형태로 변하는 비가역적 분화과정을 거칩니다. 형태상의 변화 관찰을 통한 체관 분화 과정과 이러한 과정에 관여하는 체관 발달 조절 유전자의 동정을 통해 오늘날 체관 분화에 관한 얼만큼의 이해는 얻었지만, 정확한 세포 분화 조절 메커니즘, 특히 핵이 사라지는 체관의 발달 조절이 어떻게 이루어지는지에 관한 이해는 미비한 실정입니다.
본 연구는 관다발 식물로의 진화에 기여한 핵심 인자를 찾고, 비가역적인 체관 분화 과정이 어떻게 정교하게 조절되는지에 대해 이해를 높이고자 진행되었습니다. 먼저, 관다발 식물의 특이점이 잘 보존되어 있으며 체관 발달 음성 조절자이기도 한 JULGI를 동정하였습니다. JULGI는 세 개의 RNA 결합 도메인을 가지는 RNA 결합 단백질로 체관 발달 양성 조절자인 SUPPRESSOR OF MAX2 1-LIKE4/5 (SMLX4/5)의 5' 비해석부위 (5'Untranslated region)에 존재하는 RNA G-quadruplex 형성 염기 서열에 결합하여 그 구조를 형성/안정화함으로 번역을 억제하고 이를 통해 체관 발달을 조절함을 밝혔습니다. 또한, JULGI 유전자 발현 억제를 통해 체관의 수를 매우 증가시킬 수 있으며, 증가된 체관 수에 의해 물질 수송이 촉진되고 최종적으로 식물의 생산성이 향상되는 것도 확인하였습니다.
본 연구는 JULGI와 RNA G-quadruplex를 통한 체관 발달 조절 메커니즘을 제시하였습니다. 또한 체관 수 조절을 통한 에너지 분배 조절이 식물의 생산성에 영향을 미치고 이는 작물 생산성 향상방안을 제시한다는 측면에서 큰 의미를 가집니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저희 포항공과대학교 생명과학과 발달 신호 네트워크 실험실은 황일두 교수님의 지도 아래 있는 3명의 박사 후 연구원, 8명의 대학원생 그리고 2명의 연구원으로 구성되어있습니다. 중심이 되는 애기장대 뿐만 아니라 담배, 콩, 토마토 등의 다양한 식물을 이용한 분자생물학적, 생화학적, 유전학적 실험들과 유전체, 전사체, 후생 유전체 등의 네트워크 분석을 통해 식물 발달 조절 메커니즘 규명과 이를 통한 식물 생산성 향상을 목표로 연구를 수행하고 있습니다. 더 자세한 내용은 연구실 홈페이지를 참고하시기 바랍니다. (http://dsn.postech.ac.kr/)
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
보이진 않지만, 분명히 존재하는 답을 찾아가는 과정이 연구라고 생각합니다. 이는 숨은그림찾기처럼 동기를 자극하는 즐거운 일입니다. 물론 머리숱도 많이 줄고 흰머리도 나기 시작했지만, 답을 찾아간다는 생각에 매 순간 의욕이 샘솟습니다. '세계 최초 규명'이나 '인류 발전에 기여' 같은 수식도 저를 고무하지만 즐거운 일을 하며 살아간다는 것 그 자체에 자부심과 보람을 느낍니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
열망하는 것들을 온 힘 다해 내 인생에 담아내는 상황을 상상해 보십시오. 과연 얼마큼 담아낼 수 있을까요? 인생의 내용을 내실 있게 꾸리고 만족스럽게 채우기 위해서는 진로에 대한 충분한 고민이 선행되어야 합니다. 하지만 진로에 대한 깊은 고민 이후로도 포기와 타협을 끊임없이 요구받는 연구자의 길은 녹록지 않을 것입니다. 그러니 모쪼록 연구의 가치를 단단히 세우시기 바랍니다. 막중하고 귀한 연구의 가치를 내면화하여 부지런히 달려나간다면 머지않아 목표한 곳에 도달 할 수 있으리라 믿습니다. 같이 달려갑시다!
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
in vitro에서의 RNA G-quadruplex 형성과 그 기능은 오랜 연구를 통해 입증되어왔지만, in vivo에서의 그 형성과 역할은 여전히 논란거리로 남아있습니다. 그래서 저는 본 연구에 이어서 in vivo에서의 RNA G-quadruplex 형성을 규명하고, JULGI의 다양한 타겟 RNA 동정을 통해 RNA G-quadruplex/JULGI를 통한 발달 조절 메커니즘을 확립하고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
먼저 부족하기만 한 제자를 믿어주시고 아낌없는 독려와 지도로 이끌어 주신 황일두 교수님께 감사드립니다. 그리고 본 연구를 함께 진행하며 연구에 필요한 지혜, 연구자의 마음가짐 등 많은 것을 알려주신 조현우 박사님께도 감사를 전합니다. 동고동락한 실험실 식구들과 연구를 도와주신 분들께도 감사 인사를 전하고 싶고요. 무엇보다 느리게 가는 길을 택한 아들에게 변함없는 신뢰와 지지를 보내주는 가족에게 감사드리고, 가까이에서 힘이 되어준 은영이게도 고맙다는 말을 전하고 싶습니다.
체관은 식물의 생장과 발달에 필수적인 광합성 산물, 유기 물질, 다양한 신호 물질의 수송 통로입니다. 바닷속에서 지상으로 진출한 식물은 체관을 포함하는 관다발이라는 물질 수송에 최적화된 기관을 가지게 됨으로 개체의 크기를 키우고 육지를 덮으며 번성할 수 있었습니다. 이로써 왕성한 광합성을 통해 인류를 포함한 생명체가 살아갈 수 있는 지구 환경이 마련되었지요.
체관은 형성층 줄기세포라는 모세포로부터 분화되는 세포로 세포 분화 과정 동안 핵이 사라지고 물질 수송에 적합한 형태로 변하는 비가역적 분화과정을 거칩니다. 형태상의 변화 관찰을 통한 체관 분화 과정과 이러한 과정에 관여하는 체관 발달 조절 유전자의 동정을 통해 오늘날 체관 분화에 관한 얼만큼의 이해는 얻었지만, 정확한 세포 분화 조절 메커니즘, 특히 핵이 사라지는 체관의 발달 조절이 어떻게 이루어지는지에 관한 이해는 미비한 실정입니다.
본 연구는 관다발 식물로의 진화에 기여한 핵심 인자를 찾고, 비가역적인 체관 분화 과정이 어떻게 정교하게 조절되는지에 대해 이해를 높이고자 진행되었습니다. 먼저, 관다발 식물의 특이점이 잘 보존되어 있으며 체관 발달 음성 조절자이기도 한 JULGI를 동정하였습니다. JULGI는 세 개의 RNA 결합 도메인을 가지는 RNA 결합 단백질로 체관 발달 양성 조절자인 SUPPRESSOR OF MAX2 1-LIKE4/5 (SMLX4/5)의 5' 비해석부위 (5'Untranslated region)에 존재하는 RNA G-quadruplex 형성 염기 서열에 결합하여 그 구조를 형성/안정화함으로 번역을 억제하고 이를 통해 체관 발달을 조절함을 밝혔습니다. 또한, JULGI 유전자 발현 억제를 통해 체관의 수를 매우 증가시킬 수 있으며, 증가된 체관 수에 의해 물질 수송이 촉진되고 최종적으로 식물의 생산성이 향상되는 것도 확인하였습니다.
본 연구는 JULGI와 RNA G-quadruplex를 통한 체관 발달 조절 메커니즘을 제시하였습니다. 또한 체관 수 조절을 통한 에너지 분배 조절이 식물의 생산성에 영향을 미치고 이는 작물 생산성 향상방안을 제시한다는 측면에서 큰 의미를 가집니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저희 포항공과대학교 생명과학과 발달 신호 네트워크 실험실은 황일두 교수님의 지도 아래 있는 3명의 박사 후 연구원, 8명의 대학원생 그리고 2명의 연구원으로 구성되어있습니다. 중심이 되는 애기장대 뿐만 아니라 담배, 콩, 토마토 등의 다양한 식물을 이용한 분자생물학적, 생화학적, 유전학적 실험들과 유전체, 전사체, 후생 유전체 등의 네트워크 분석을 통해 식물 발달 조절 메커니즘 규명과 이를 통한 식물 생산성 향상을 목표로 연구를 수행하고 있습니다. 더 자세한 내용은 연구실 홈페이지를 참고하시기 바랍니다. (http://dsn.postech.ac.kr/)
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
보이진 않지만, 분명히 존재하는 답을 찾아가는 과정이 연구라고 생각합니다. 이는 숨은그림찾기처럼 동기를 자극하는 즐거운 일입니다. 물론 머리숱도 많이 줄고 흰머리도 나기 시작했지만, 답을 찾아간다는 생각에 매 순간 의욕이 샘솟습니다. '세계 최초 규명'이나 '인류 발전에 기여' 같은 수식도 저를 고무하지만 즐거운 일을 하며 살아간다는 것 그 자체에 자부심과 보람을 느낍니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
열망하는 것들을 온 힘 다해 내 인생에 담아내는 상황을 상상해 보십시오. 과연 얼마큼 담아낼 수 있을까요? 인생의 내용을 내실 있게 꾸리고 만족스럽게 채우기 위해서는 진로에 대한 충분한 고민이 선행되어야 합니다. 하지만 진로에 대한 깊은 고민 이후로도 포기와 타협을 끊임없이 요구받는 연구자의 길은 녹록지 않을 것입니다. 그러니 모쪼록 연구의 가치를 단단히 세우시기 바랍니다. 막중하고 귀한 연구의 가치를 내면화하여 부지런히 달려나간다면 머지않아 목표한 곳에 도달 할 수 있으리라 믿습니다. 같이 달려갑시다!
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
in vitro에서의 RNA G-quadruplex 형성과 그 기능은 오랜 연구를 통해 입증되어왔지만, in vivo에서의 그 형성과 역할은 여전히 논란거리로 남아있습니다. 그래서 저는 본 연구에 이어서 in vivo에서의 RNA G-quadruplex 형성을 규명하고, JULGI의 다양한 타겟 RNA 동정을 통해 RNA G-quadruplex/JULGI를 통한 발달 조절 메커니즘을 확립하고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
먼저 부족하기만 한 제자를 믿어주시고 아낌없는 독려와 지도로 이끌어 주신 황일두 교수님께 감사드립니다. 그리고 본 연구를 함께 진행하며 연구에 필요한 지혜, 연구자의 마음가짐 등 많은 것을 알려주신 조현우 박사님께도 감사를 전합니다. 동고동락한 실험실 식구들과 연구를 도와주신 분들께도 감사 인사를 전하고 싶고요. 무엇보다 느리게 가는 길을 택한 아들에게 변함없는 신뢰와 지지를 보내주는 가족에게 감사드리고, 가까이에서 힘이 되어준 은영이게도 고맙다는 말을 전하고 싶습니다.
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