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태양광 상관관계 세계 최초 규명
작성일 2008.11.20 조회 7,078






청색광-적색광 상관관계

세계 최초 규명

생명과학부 한인섭 교수

 

  생명과학부 한인섭(48·생명공학전공·사진) 교수가 태양광 중 청색광과 적색광의 신호가 식물에서 만나는 지점을 발견한 논문이 식물학 분야 세계적 권위지인 ≪Plant Cell≫ 2008년 10월호에 실린 사실이 뒤늦게 알려졌다.

  미국 카네기연구소의 윈슬로우 브릭스(Winslow R. Briggs) 교수와 공동연구한 이 논문은 ‘Phytochrome A Regulates the Intracellular Distribution of Phototropin 1-Green Fluorescent Protein in Arabidopsis thaliana(피토크롬 A가 애기장대에서 청색광 수용체인 포토트로핀-1의 세포 내 이동을 제어할 수 있다)’이다.

  이 논문은 지난 50년 동안 식물생리학 분야에서 풀리지 않는 문제였던 적색광과 청색광의 신호전달체계가 합쳐지는 기작을 이해할 수 있는 단서가 되는 것으로, 국내 생물학정보센터(BRIC)가 세계적인 논문만 엄선하는 ‘한국을 빛내는 사람들’에서 2008년 10월의 논문으로도 소개됐다.

  한 교수는 지난 1997년부터 윈슬로우 브릭스 교수와 함께 공동연구를 진행하면서 세계 최초로 청색광 수용체의 존재를 밝힌 논문을 세계적인 과학전문잡지 ≪Science≫ 1997년 12월호에 발표해 주목을 끌기도 했다.

  한 교수는 “식물이 처음 땅 속 얕은 곳에서 뿌리를 내리는 경우 뿌리가 자라는 데 빛의 영향이 있을 것으로 보고, 현재 울산대학교 단독으로 땅 속의 뿌리에서 빛 수용체가 하는 역할을 규명하는 연구를 진행 중”이라고 소개해 이 연구가 성공하면 농작물 생산량 증가 등에 크게 활용될 것으로 보여 귀추가 주목되고 있다.

 

<논문 내용 요약>

  식물에서 빛은 가장 중요한 환경 요소다. 식물은 태양광 전체를 받지만 실제로는 각각의 수용체가 다르므로 적색광, 청색광, 자외선 등으로 구분해서 받는다. 그러므로 각 빛의 조건에 따른 식물의 생리적인 반응과 세포 내부에서의 신호전달은 다른 경로를 갖고 있다.

  약 50년 전부터 청색광에 의해 유도되는 굴광성(빛을 받는 쪽으로 식물의 줄기가 굽어지는 현상)은 적색광을 사전 처리하였을 경우 굽는 정도가 더욱 커진다는 사실을 발견하였지만, 이들 간의 관계를 설명할 수 있는 기작은 지금까지 발견되지 않았다.

  이번 연구에서는 청색광 수용체인 phototropin-1이 청색광 자극을 받으면 세포막에서 세포질 내부로 옮겨지는데, 만약 적색광이 사전에 처리된다면 phytochrome을 통하여 이와 같은 이동이 멈춘다는 것을 발견하였다. 이런 적색광이 청색광 수용체에 주는 효과가 굴광성을 증가시키는 것으로 설명할 수 있게 된 것이다.

 

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