[파이낸셜뉴스] 카길애그리퓨리나 문화재단과 한국과학기술한림원은 제 6회 카길한림생명과학상 수상자로 곽준명 대구경북과학기술원 뉴바이올로지전공 교수와 조철훈 서울대 식품·동물생명공학부 교수를 선정했다고 11일 밝혔다. 카길애그리퓨리나 문화재단과 한국과학기술한림원은 농수축산학 분야에서의 탁월한 연구 업적으로 해당 분야 발전에 기여한 훌륭한 과학기술인을 발굴해 포상하고 있다. 매년 2명의 수상자를 선정해 상패와 함께 2000만원의 상금을 수여한다. 곽준명 교수는 식물세포분야를 선도하는 연구자로, 식물의 발달 과정에 중요한 역할을 하는 세포분리와 기관의 탈리를 효과적으로 연구하기 위한 새로운 세포모델을 최초로 발굴 및 확립했다. 이를 통해 '꽃잎이 왜 일정한 위치에 떨어지는지'의 원리를 규명해 정밀한 세포분리가 식물의 생존에 필수적임을 밝혔으며, 비정상적 RNA 등의 제거 및 유전자 조절, miRNA에 의해 조절되는 새로운 공변세포 발달 조절 기전 등에 대해서도 연구성과를 냈다. 조철훈 교수는 축산식품 가공 분야의 세계적 연구자다. 축산물의 가공공정 개선과 안전성 증진을 위한 저온 플라즈마 연구를 공동 진행해 이를 바탕으로 공동 창업 및 기술이전을 성사시켰다. 특히 '플라즈마 농식품'이라는 융합연구 분야를 개척해 연구를 선도하고 있다. 또 축산 식품을 기반으로 한 융합 연구와 산업화에 기여하고 있다. 박용순 카길애그리퓨리나 문화재단 이사장은 "코로나19 장기화로 인류와 지구의 풍요로운 성장에 핵심 역할을 하는 농수축산업의 중요성이 대두되면서, 관련 분야에 대한 관심도 지속적으로 높아지고 있다"며 "수상하신 분들의 연구업적과 농수축산 분야의 발전에 대한 노고에 깊이 감사드린다"고 말했다. nvcess@fnnews.com 이정은 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 식물 광합성에 필요한 기공(氣孔)의 발달 원리 중 세포 조절 메커니즘을 밝혀냈다. 이 연구 성과는 향후 인류의 식량난 해결을 위한 농작물 생산성 증가에 기여할 것으로 기대된다. 대구경북과학기술원(DGIST)은 뉴바이올로지전공 곽준명 교수와 IBS 식물노화수명연구단 김윤주 박사 연구팀이 식물 기공을 형성하는 공변세포 발달 조절에서 제어 RNA의 역할과 원리를 규명했다고 3일 밝혔다. 연구팀은 공변세포의 각 발달 단계마다 제어 RNA를 분리할 수 있는 분자유전학적 시스템을 고안했다. 공변세포 계보의 제어 RNA들이 발달 단계에 따라 역동적으로 나타나는 것을 밝혀냈다. 또 공변세포 제어 RNA의 표적 유전자들을 예측해 공변세포 발달 및 기능의 유전자 네트워크도 확립했다. 특히 공변세포 제어 RNA를 억제 또는 과도하게 활성화시키면 기공의 발달과 분포에 결함이 있음을 밝혀냈다. 이를 통해 발굴된 제어 RNA들의 표적 유전자와 기능을 지속적으로 연구해 새로운 기공 발달 조절 메커니즘을 밝힐 수 있는 단서도 찾았다. 식물은 잎 표면에 뚫린 미세한 구멍인 기공을 통해 광합성에 필요한 이산화탄소를 흡수하고, 부산물인 수분과 산소를 배출하며 성장한다. 또한 환경의 변화에 따라 기공의 수와 분포를 조절해 효율적 광합성과 최적의 성장을 이룬다. 식물의 잎과 줄기 등 표피의 공변세포는 한 쌍이 마주 붙어 기공을 이루는데, 공변세포의 팽압 조절을 통해 기공의 개폐 작용이 이뤄진다. 또한 공변세포는 자가 재생하는 특화된 줄기세포에서 증식, 분화하는 과정을 거쳐 성숙한 공변세포로 발달한다. 따라서 공변세포의 발달은 식물의 생장에 필수적인 기공 발달에 큰 영향을 미치게 된다. DGIST 곽준명 교수는 "이번 연구는 공변세포 제어 RNA를 대량 발굴함과 동시에, 제어 RNA가 지금까지 알려지지 않은 메커니즘으로 공변세포의 분화와 발달에 기여한다는 것을 최초로 규명한 것"이라며, "본 연구결과가 농작물 생산 증가에 새로운 접근 방법을 제공할 것으로 기대된다"고 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적 국제학술지인 미국 국립과학원회보(PNAS)에 2일자 온라인 게재됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

5판용! 엠바고 월요일 새벽 3시!! <관련그림 정과부 화상> 국내 연구진이 식물의 이산화탄소 흡수량을 조절하는 유전자를 발견했다. 지구온난화의 주범인 이산화탄소가 온실효과를 발생시키는 것을 식물을 이용해 막을 수 있는 단초가 됐다는 평가다. 포스텍 생명과학과 이영숙 교수와 이미영 박사 연구팀은 스위스 취리히 대학 엔리코 마르티노이아 교수팀과 함께 8일 네이처 셀 바이올로지에서 이같은 연구 결과를 발표했다. 식물은 대기 중 이산화탄소의 농도가 증가하면 호흡기관인 기공을 빨리 닫는다. 이산화탄소의 농도가 높은 환경에선 기공을 잠깐만 열어놔도 금방 필요한 이산화탄소를 보충할 수 있는데다 기공을 오래 열어 놓으면 수분을 뺏기기 때문이다. 수분을 빼앗기는 현상은 식물 안쪽은 상대습도가 100%에 가까운 반면 대기는 상대습도가 이보다 낮기 때문에 수분이 이동하는 ‘증산작용’ 때문에 일어난다. 하지만 지금까지 이같은 식물 기공의 ‘닫힘운동’에 대한 경로는 알려지지 않은 상태다. 연구팀은 이 연구에서 애기장대를 이용한 실험을 통해 식물의 기공세포를 이루는 공변세포에서 물질이동에 관여하는 ABC 타입 수송체인 ‘AtABCB14’가 이산화탄소의 농도에 따라 공변세포의 삼투압을 변화시켜 기공의 열리고 닫힘을 조절한다는 사실을 확인했다. 이 수송체가 제 기능을 하면 말산(malic acid)이라는 물질이 공변세포 내로 이동하면서 기공이 닫히는 것이 억제된다는 것이다. 그러나 연구진은 AtABCB14 유전자가 과발현된 경우에도 시간이 흐르면 기공이 닫힌다며 이 유전자가 이산화탄소 흡수량을 결정하는 유일한 요인은 아닌것으로 보인다고 설명했다. 기공이 열리고 닫히는 데는 이산화탄소 외에도 빛과 수분, 호르몬 등이 작용하는 것으로 알려져 있다. 이 교수는 “이 연구는 이산화탄소에 반응하는 식물의 기공 운동 과정에 대한 이해를 도울 뿐만 아니라 이산화탄소의 유입량을 변화시켜 온실 효과를 줄일 수 있는 형질전환 식물 개발에 유용한 유전자원을 제공했다는 점에서 중요하다”며 “이 유전자의 기능을 토대로 유사성 연구를 통해 의학적으로 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 동물의 ABC 수송체의 역할을 규명하는 데에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 그는 또 “현재 식물에서 기공 조절에 관여하는 다른 유전자도 찾고 있다”며 “식물의 생장에선 물이나 이산화탄소가 중요하기 때문에 기공을 열고닫는 기작에 대해 좀더 심도있는 연구를 진행할 것”이라고 말했다. /economist@fnnews.com이재원기자