초록 ▼

○ Brassinosteroid (BR)은 식물의 생장 및 발달 전반을 조절하는 호르몬임. 내생의 BR 함량은 1) 생합성과 2) 불활성화/분해 2가지 메커니즘을 통해 조절됨. 현재까지 BR의 생합성 및 불활성화/분해를 조절하는 다수의 유전자들이 동정되고, 이들의 발현이 BZRs-mediated feedback loop을 통해 조절된다는 것은 밝혀졌으나, 이를 매개하는 분자 메커니즘에 대한 연구는 부족한 실정이었음.

○ Auxin response factors (ARFs)는 호르몬 auxin의 신호에 의해 활성화되며,

○ Brassinosteroid (BR)은 식물의 생장 및 발달 전반을 조절하는 호르몬임. 내생의 BR 함량은 1) 생합성과 2) 불활성화/분해 2가지 메커니즘을 통해 조절됨. 현재까지 BR의 생합성 및 불활성화/분해를 조절하는 다수의 유전자들이 동정되고, 이들의 발현이 BZRs-mediated feedback loop을 통해 조절된다는 것은 밝혀졌으나, 이를 매개하는 분자 메커니즘에 대한 연구는 부족한 실정이었음.

○ Auxin response factors (ARFs)는 호르몬 auxin의 신호에 의해 활성화되며, AuxRE motif에 결합하여 auxin-responsive gene의 발현을 조절하는 전사인자임. BR과 Auxin은 다수의 target 유전자를 공유하고 유사한 생리적 활성을 나타내는 것으로 알려져 있으나, 두 호르몬 간 crosstalk에 대한 명확한 분자메커니즘은 제시된 바 없음.

○ 본 연구에서는 C-26 hydroxylation을 통해 BR 활성을 억제시키는 유전자 BAS1 (CYP734A1)의 발현이 조절되는 분자메커니즘을 규명하였음. BAS1의 발현이 BZR1과 ARF7 두 전사인자에 의해 역으로 조절된다는 것을 최종적으로 확인하였음. 연구성과를 요약하면 다음과 같음.

1. BAS1 유전자의 발현 패턴 분석
-BAS1 promoter의 downstream에 GUS reporter 유전자를 결합시킨 construct를 통해 BAS1 유전자의 발현패턴을 분석함 (명조건/암조건/BR 반응성).

2. BAS1의 발현에 중요한 2개의 E-box motif 확인
-Truncated promoter의 GUS 발현 패턴을 통해 BR 반응성에 중요한 역할을 하는 구역을 BAS1 promoter 내에서 확인하였으며, 구역 내에 존재하는 E-box motif 중 E-box A, B에 BZR1이 더 강하게 결합하는 것을 EMSA로 확인함.

3. Auxin, ARF7에 의한 BAS1 발현 억제 확인
-q-PCR과 GUS staining을 통해 BAS1의 발현이 Auxin과 ARF7에 의해 억제됨을 확인함.

4. arf7 돌연변이 내 내생 BR 함량 감소와 그에 따른 생육억제 확인
-내생 BR 함량 분석을 통해 ARF7 결핍시, castasterone (CS)의 함량 감소 확인함.
-ARF7 결핍에 따라 애기장대 성체에서 줄기 신장 억제 확인함.

5. arf7 돌연변이의 BR 반응성 감소 확인
-Root inhibition assay를 통해 arf7 돌연변이는 내생 BR 함량감소로 인해 외부에서 처리해준 BR에 대해 둔감하게 반응하는 것을 확인함.

6. ARF7과 BZR1의 상호결합에 의한 DNA 결합능 감소 확인
-EMSA를 통해 ARF7과 BZR1이 공통으로 결합하여 competition하는 motif를 확인함.
-Yeast two hybrid, in vitro pull down assay를 통해 ARF7과 BZR1의 단백질 간 상호결합을 확인함.
○ 이러한 연구성과는 2016년 SCI급 저널인 ‘Phytochemistry’지에 발표하였음.
-2016, Phytochemistery, 122, 34-44

(출처 : Ⅰ. 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 2Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4 1. 연구과제의 개요 ... 4 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6 5. 연구결과의 활용계획 ... 6 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6Ⅲ. 연구성과 ... 7끝페이지 ... 8