한빛사 인터뷰
- 등록2024-07-31
- 조회10,225
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
식물은 다양한 생물학적, 비생물학적 스트레스 조건에서 생활하며 외부 환경 변화에 대응하기 위해 고도로 발달된 신호전달 메커니즘을 발달시켜 왔는데, 이 메커니즘은 세포막에 위치한 수용체가 신호를 인지하는 것에서부터 시작합니다. 수용체 중 가장 큰 그룹인 leucine-rich repeat receptor-like kinases (LRR-RLKs)는 다양한 환경 신호를 인지하며 이 활성화된 수용체는 복잡한 신호전달 과정을 거쳐서 식물의 성장과 발달 및 면역반응을 조절합니다.
Systemin은 토마토 잎에서 분리해 낸 최초의 식물 펩타이드 호르몬입니다. 식물이 necrotrophic fungi나 초식성 곤충에게 공격을 받아 데미지를 입게 되면 200개의 아미노산으로 이루어진 prosystemin에서 processing 과정을 거쳐 18개의 아미노산으로 이루어진 systemin이 만들어집니다. 그리고 만들어진 systemin은 데미지를 입은 cell에서 외부로 분비됩니다. 이러한 systemin은 토마토, 감자, 피망 등 Solanaceae (가지과)에서 발견됩니다.
최근에 LRR-RLK 타입의 수용체인 SYSTEMIN RECEPTOR1 (SYR1)이 systemin receptor로서의 기능을 한다는 연구결과가 있었습니다. 하지만 SYR1이 systemin을 인식 후 어떻게 활성화가 되는지, 또한 systemin 인식 신호가 어떻게 전달되어 방어반응을 유도하는지에 대해서는 아직 알려지지 않았습니다.
본 논문은 CRISPR/Cas9 유전자 편집기술과 제가 속해 있는 연구실에서 개발한 분자도구인 rapamycin-inducible dimerization (RiD) receptor system을 활용하여 SYR1이 활성화되기 위해 필요한 co-receptor들을 찾았습니다. systemin에 의해 SYR1-SlSERK complex가 유도되어 cytoplasmic kinase domain끼리의 trans-phosphorylation이 일어나면 TOMATO PROTEIN KINASE 1B (TPK1b)의 인산화를 유도하고 초식 곤충에 대한 방어 반응이 활성화됩니다.
본 논문은 식물과 초식성 곤충과의 복잡한 상호작용 기작을 이해하는 데 도움이 될 것이며, 이러한 식물-환경 상호작용의 연구를 통하여 얻은 분자유전학적 지식을 기반으로 토마토를 농업적으로 우수한 형질의 토마토로 개량하는 데에도 기여할 수 있을 것입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 고려대학교 분자생명과학부의 오은규 교수님 지도하에 연구를 수행하고 있습니다. 제가 속한 식물-환경 상호작용 연구실은 분자 및 유전학적 지식을 활용하여 다양한 환경 신호에 대응하는 신호전달 기작을 규명하는 연구를 하고 있습니다.
우리 연구실에서 진행하는 주요 연구를 소개해 드리면,
1) 모델 식물인 애기장대가 높은 온도에 반응하여 일어나는 형태적인 변화인 고온형태형성 신호전달 네트워크를 규명하는 연구와,
2) 제가 속해 있는 연구실에서 개발한 분자도구를 활용하여 LRR-RLK/RLP 수용체의 면역 신호전달 네트워크를 규명하는 연구,
3) 식물이 초식 곤충 (나방, 진딧물 등)의 공격을 인지하고 방어 반응을 활성화하는데, 그 신호전달 기작을 규명하는 연구, 특히 초식 곤충의 공격을 인지하는 식물 수용체를 찾는 연구 등을 진행하고 있습니다.
저희 연구실은 총 10명의 대학원생이 있습니다. 교수님의 지도하에 각자 맡은 주제를 성실히 연구하고 있습니다. 교수님께서는 연구분야에 이미 많은 업적을 쌓아 오셨고 현재도 열정을 가지고 연구를 계속하고 계시며, 깊은 전문성과 경험, 자상함으로 저희들의 연구 지도에도 열과 힘을 다하고 계십니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
연구는 혼자가 아니라 함께하는 것이라는 것을 느꼈습니다. 저희 연구실 소속이었던 다인이뿐만 아니라 소연이, 민수, 민주, 서울대학교 주용성 교수님과 남보은 박사님, 경희대학교 권춘탁 교수님, 한국기초과학지원연구원 방글 박사님의 도움을 받아 연구를 진행할 수 있었습니다.
식물과 환경의 상호작용에서 주요한 조절인자를 밝혀내고 식물의 신호전달 과정을 규명하는 연구를 통해 미래의 작물 개발에 도움이 될 것에 큰 보람을 느낍니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
관련 논문을 많이 읽고 공부하는 것이 중요하다고 생각합니다. 또한, 식물생물학 실험의 특성상 시간이 오래 걸리는 경우가 많습니다. 지치지 않고 꾸준하고 끈기 있는 자세가 필요하다고 생각합니다. 또한, 다른 연구자들과 소통하면서 협력적인 분위기를 유지하는 것도 중요한 것 같습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저는 현재 저희 실험실에서 개발한 RiD tool을 이용하여 LRR-RLP를 매개로 한 식물 면역 신호전달 분자기작을 규명하는 연구에 매진하고 있습니다. 앞으로도 관련 분야의 핵심적인 연구 주제를 발굴하고, 실험을 통해 새로운 지식을 밝혀내는 일에 매진하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
항상 좋은 방향으로 이끌어 주시는 오은규 교수님께 깊은 감사의 말씀을 드립니다. 교수님의 적극적인 지도로 논문을 성공적으로 마무리할 수 있었습니다. 함께 연구를 진행한 다인이에게도 고마움을 전합니다. 훌륭한 연구실에서 좋은 연구실 친구들과 함께할 수 있어서 행복합니다. 마지막으로, 제가 무엇을 하든 항상 옆에서 응원해 주시고 많은 배려를 해주신 외할머니, 부모님, 동생 용선이, 그리고 사랑하는 남편 봉훈이에게도 감사의 인사를 전합니다. 앞으로 좋은 연구자가 되기 위해 더 노력하겠습니다.
#LRR-RLK
# SYR1
# SERK
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