잎의 기공 수 결정하는 핵 단백질 규명…식물 물 사용 연구 단서
11/13/26식물 잎에서 기공과 잎털의 수를 조절하는 핵심 단백질의 작동 원리가 밝혀졌다. 대만 중앙연구원 연구진은 HOMEODOMAIN-LIKE, 즉 HDL 단백질이 세포핵 안의 염색질 구조를 조직해 잎 표피 전구세포가 계속 분열할지 다른 세포로 분화할지를 좌우한다고 보고했다.
기공은 잎 표면의 미세한 구멍으로 광합성에 필요한 이산화탄소를 받아들이는 동시에 수분 손실을 조절한다. 기공의 수와 배열이 달라지면 식물의 가스 교환과 물 이용 효율도 변한다. 잎털과 포장세포 역시 표면을 보호하고 환경에 반응하는 데 관여하지만, 전구세포가 각 경로를 선택하는 핵 수준의 조절 방식은 충분히 설명되지 않았다.
연구진은 정상 식물과 HDL이 결핍된 돌연변이를 비교했다. HDL이 없으면 계속 분열해 기공 계열로 들어가는 세포가 줄고 분화 경로를 택하는 세포가 늘었다. 그 결과 잎 표면에는 기공이 적어지고 잎털이 많아졌다. 유전자 한두 개의 발현만 바뀐 것이 아니라 세포핵 안 염색질의 공간 배치와 유전자 접근성이 함께 달라졌다.
HDL은 활발히 발현되는 영역과 억제된 영역의 경계에 관여하는 것으로 나타났다. 이 경계를 안정적으로 유지하면 특정 유전자가 켜지거나 꺼지는 시점이 조절되고, 전구세포의 증식과 분화 사이 균형도 달라진다. 연구진은 현미경 관찰과 유전체 분석, 후성유전학적 방법을 결합해 염색질 구조와 세포 운명의 연결을 확인했다.
이번 결과가 곧바로 가뭄에 강한 작물 개발로 이어지는 것은 아니다. 기공을 줄이면 물 손실은 감소할 수 있지만 이산화탄소 흡수와 광합성도 제한될 수 있어 생장 조건별 검증이 필요하다. 다만 HDL 경로는 식물이 환경 변화에 맞춰 잎 표면을 구성하는 원리를 이해하고, 물 이용 효율과 생산성의 균형을 연구할 새로운 표적을 제공한다.
기공은 잎 표면의 미세한 구멍으로 광합성에 필요한 이산화탄소를 받아들이는 동시에 수분 손실을 조절한다. 기공의 수와 배열이 달라지면 식물의 가스 교환과 물 이용 효율도 변한다. 잎털과 포장세포 역시 표면을 보호하고 환경에 반응하는 데 관여하지만, 전구세포가 각 경로를 선택하는 핵 수준의 조절 방식은 충분히 설명되지 않았다.
연구진은 정상 식물과 HDL이 결핍된 돌연변이를 비교했다. HDL이 없으면 계속 분열해 기공 계열로 들어가는 세포가 줄고 분화 경로를 택하는 세포가 늘었다. 그 결과 잎 표면에는 기공이 적어지고 잎털이 많아졌다. 유전자 한두 개의 발현만 바뀐 것이 아니라 세포핵 안 염색질의 공간 배치와 유전자 접근성이 함께 달라졌다.
HDL은 활발히 발현되는 영역과 억제된 영역의 경계에 관여하는 것으로 나타났다. 이 경계를 안정적으로 유지하면 특정 유전자가 켜지거나 꺼지는 시점이 조절되고, 전구세포의 증식과 분화 사이 균형도 달라진다. 연구진은 현미경 관찰과 유전체 분석, 후성유전학적 방법을 결합해 염색질 구조와 세포 운명의 연결을 확인했다.
이번 결과가 곧바로 가뭄에 강한 작물 개발로 이어지는 것은 아니다. 기공을 줄이면 물 손실은 감소할 수 있지만 이산화탄소 흡수와 광합성도 제한될 수 있어 생장 조건별 검증이 필요하다. 다만 HDL 경로는 식물이 환경 변화에 맞춰 잎 표면을 구성하는 원리를 이해하고, 물 이용 효율과 생산성의 균형을 연구할 새로운 표적을 제공한다.
카테고리
-
독립 분석으로 M87 블랙홀 고리 재확인…첫 이미지 논쟁에 답
— 11/13/262019년 세계 최초로 공개된 M87 은하 중심 블랙홀의 고리 모양이 독립적인 분석에서도 다시 확인됐다. 연구진은 원
-
진공 우주에서 첫 3D 프린팅 구조물…태양전지판 전개까지 수행
— 11/13/26폴란드 기업의 소형 프린터가 개방된 우주환경에서 32.5cm 구조물을 만들고 이를 이용해 위성 태양전지판을 펼쳤다.
-
1,300㎞ 날아가는 중성미자, 물질 우주의 기원 추적한다
— 11/12/26우주에 물질이 남고 반물질은 거의 사라진 이유를 밝히기 위한 대형 중성미자 실험이 미국 지하에서 건설되고 있다. 장기
앱 다운로드
안드로이드 버전의 앱을 구글플레이 스토어에서 설치하실수 있습니다.
