기초硏, 안정적 세포 생체 리듬 기전 규명

기초과학연구원(IBS)은 8일 식물 노화·수명 연구단이 포스텍 연구진과 공동으로 ‘식물의 세포가 불안정한 외부 환경영향에도 안정적인 반응을 보이는 생체 회로’에 대한 새로운 작용기전을 규명했다고 밝혔다.

이번 연구는 기초생명현상을 이해하는 단초를 제공해 작물성장·수확시기 조절 등 농업분야에서의 적용은 물론 생체형 정보처리 전자회로 구성의 가능성을 제시했다.

연구진은 식물 생체시계의 활성조절역할을 하는 단백질인 자이겐티아(GI)가 세포핵과 세포질 2곳에 각각 존재하며 서로 반대되는 조절 신호를 보내 생체 회로의 안정성을 유도하는 특별한 정보처리 기전을 확인했다.

연구진은 계산학적인 생체 정보 처리 모델링을 통해 세포내 신호조절 회로를 규명해 자이겐티아(GI) 단백질과 중심 조절자인 라이(LHY)가 만들 수 있는 모든 종류의 분자 네트워크 모델을 만들고 실험적으로 증명했다.

이를 통해 핵에 있는 자이겐티아(GI)는 라이(LHY)를 활성화시키고 세포질에 있는 자이겐티아(GI)는 라이(LHY)의 활성을 억제하는 것을 확인했다.

또한 핵과 세포질 자이겐티아(GI)가 구성하는 조절 회로는 외부 환경으로부터 오는 신호에 불안정성이 있더라도 식물 세포가 큰 영향을 받지 않고 안정적으로 반응함을 확인했다.

남홍길 IBS 단장은 “세포내 분자 네트워크의 형성과 정보 처리와 생명 현상 조절을 이해하는 새로운 패러다임을 제공했다”며 “여러 생명과학을 새롭게 해석하게 하는 전환점”이라고 말했다.

연구결과는 7월 4일 세계적 학술지인 디벨럽먼탈 셀(Developmental Cell) 온라인에 게재됐다.

김은경 기자 cr21@