한빛사 인터뷰
- 등록2021-05-17
- 조회2,237
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
고착생활을 하는 식물의 경우 환경 스트레스에 대한 적응력 및 방어기작 여부에 따라 생산량에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 인류는 농경 생활을 시작할 때부터 이 문제 해결에 많은 관심을 보여 왔으며, 현재에도 주요 연구주제로 관심을 받고 있습니다. 특히 최근에는 전 세계가 이상기후 현상으로 인해 작물을 포함하는 식물의 생산량이 저해되어 식량 부족 문제가 이제는 먼 미래의 일이 아니라 당장 내일의 일이 되었습니다. 따라서 다양한 환경 스트레스 저항성 관련 핵심 인자를 확보하여 연구함으로써 이러한 손실을 줄일 수 있다면 앞으로 인류가 당면할 식량 부족 문제를 개선할 수 있을 것입니다.
식물이 병원균에 의해 침입을 받거나 복잡하고 다양한 환경 스트레스에 노출되면 식물세포에서는 현저한 redox status 변화가 일어납니다. 이러한 변화는 식물의 환경 스트레스에 대한 반응에 있어서 가장 두드러진 두 가지 특징인 활성산소(ROS; reactive oxygen species)와 활성질소(RNS; reactive nitrogen species)의 생성과 활성에 의해 주도적으로 일어나게 됩니다.
현재까지 보고된 결과들에 따르면 ROS와 RNS는 식물의 환경 스트레스에 대한 방어 기전과 밀접하게 관련되어 있으며, 긍정적으로 또는 부정적으로도 연관되어 있습니다. 하지만 환경 스트레스 반응에 있어 핵심 인자인 ROS와 RNS 각각에 대한 연구는 나름 활발한 연구가 이루어지고 있지만, 상호 간의 조절에 관한 연구는 아직 미미한 편입니다.
이러한 ROS와 RNS는 소량의 변화만으로도 식물에 상당한 영향을 미치기 때문에 세밀하고 정교한 조절이 필요하며 상호 간의 조절 또한 그럴 것입니다. 그래서 두 물질 사이의 반응을 조절하는 단백질에 관한 연구는 매우 중요합니다. 그래서 본 연구에서는 두 물질에 의한 세포 내 redox status 변화를 인지하고 상호 간의 조절 메커니즘에서 핵심조절인자로서 작용하는 새로운 레독스 센서(redox sensor) 단백질인 QSOX1에 관해 연구하였습니다. QSOX1은 식물의 면역반응에서 과도하게 생성된 ROS를 인지하고 이를 제어하기 위하여, RNS를 조절하는 단백질로 알려진 GSNOR의 기능을 억제함으로써 식물 내의 RNS량을 조절하고, 이를 통해 RBOHD의 활성을 저해하여 궁극적으로 ROS량 또한 조절하게 된다는 사실을 확인하였습니다. 아직까지 밝혀지지 않은 많은 스트레스 저항성 관련 핵심 인자들이 존재할 것으로 생각되며, 향후 많은 연구가 필요한 분야입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
이번 연구를 진행한 경상국립대학교 응용생명과학부 이상열 교수님 연구실은 다년간의 연구를 통해 기후변화에 따른 환경 스트레스로 생성되는 ROS에 의해 그 기능이 조절되는 단백질의 특성과 식물의 스트레스 저항성 메커니즘을 규명하여, Cell, Science, Nature communication, PNAS 등 많은 논문들을 발표하였습니다. 특히 이상열 교수님은 국가핵심연구센터(NCRC), 시스템합성농생명공학사업단(SSAC) 단장을 역임하셨는데, 이번 연구를 진행하는데 있어서 아낌없는 지원을 해 주셨습니다. 그리고 경상국립대학교의 식물생명공학 분야는 명실상부한 국내 최고의 연구진으로 이루어져있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
연구를 진행하면서 많은 어려움이 있겠지만, 그 중에서도 가장 빈번하게 찾아오는 어려움은 ‘가설은 실제 결과와 잘 맞지 않는다’ 는 것이었습니다. 이번 연구를 하면서도 처음 가설을 세우고 실험 결과를 보고 다시 가설을 수정하고 또 실험 하고, 이런 반복적인 행동의 연속이었는데 그러면서 기간이 길어지고 어느 순간 이게 맞는 건가 하는 생각도 들었던 적이 있습니다. 그러다가 연구가 마무리 될 때쯤 경북대학교의 한 연구실에 저희가 기대하는 결과에 대한 언질을 주지않고 실험을 의뢰하게 되었는데, 얼마 뒤 원하는 결과를 받고 지금까지 내가 한 모든 게 틀린 것이 아니었구나 꾸준히 하다 보면 이런 날이 오는 구나 한적이 있습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
앞에서도 언급했듯이 연구가 생각하는 대로만 이루어지는 것은 아니라는 현실에 부딪혔을 때 바로 포기하지 않고 지금 당장 내가 할 수 있는 모든 것을 해보라고 말하고 싶습니다. 한 번 실패를 하더라도 후회와 미련을 남기는 일은 없었으면 합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
QSOX1이라는 redox sensor 단백질이 이번 연구에서는 plant immunity에서 key regulator로 작용한다는 결과를 얻었지만, ROS/RNS를 포함 redox 현상은 거의 모든 환경 스트레스와 생명체의 생장 과정 중에 일어나는 현상으로 plant immunity 뿐만 아니라 다른 환경에서의 redox sensor 단백질의 역할을 밝히는데 보다 집중하고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
학부생때부터 지금까지 많은 지도와 관심을 가져주신 이상열 교수님께 감사드리며, 이번 논문의 공동주저자인 김민갑 교수님, 그리고 Dave Mackey 교수님과 많은 도움을 주신 경상국립대학교 생화학과, 응용생명과학부 교수님과 연구진에게 감사드립니다.
특히 저와 같이 이번 연구를 위해 초창기에 많은 노력과 시간을 보냈지만 결과를 보지 못하고 세상을 떠난 오훈택 후배에게 많은 감사를 드립니다.
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