초록 ▼

ABC 수송체는 미생물에서 사람까지 전 생명체에 존재하고 세포 안팎으로 물질을 수송한다. 이의 결함은 사람에서 심각한 유전적 질병을 야기하기 때문에 ABC 수송체의 기능과 조절기작의 이해는 기초과학 뿐 아니라 임상학적인 의의가 크다. 식물의 ABC 수송체가 스트레스 호르몬 ABA의 수송을 담당한다고 밝혀졌다. 스트레스 호르몬을 필요한 시기에 필요한 조직과 세포로 수송하기 위해, ABA 수송체의 활성과 그 유전자 발현이 조절될 것이라는 가설 하에, ABC 수송체의 발현이 어떤 전자조절인자에 의해 조절되는지 또한, 단백질 인산화에 의해

ABC 수송체는 미생물에서 사람까지 전 생명체에 존재하고 세포 안팎으로 물질을 수송한다. 이의 결함은 사람에서 심각한 유전적 질병을 야기하기 때문에 ABC 수송체의 기능과 조절기작의 이해는 기초과학 뿐 아니라 임상학적인 의의가 크다. 식물의 ABC 수송체가 스트레스 호르몬 ABA의 수송을 담당한다고 밝혀졌다. 스트레스 호르몬을 필요한 시기에 필요한 조직과 세포로 수송하기 위해, ABA 수송체의 활성과 그 유전자 발현이 조절될 것이라는 가설 하에, ABC 수송체의 발현이 어떤 전자조절인자에 의해 조절되는지 또한, 단백질 인산화에 의해 ABA 수송체의 활성을 어떻게 조절하는지 연구하여 이해하고자 하였다.

우리는 2013년 6월부터 2016년 5월까지 다음의 연구를 진행하였다. 1) 선행 Y2H 연구에서 ABCG40의 결합하는 후보로 선발한 AIMK1 단백질이 ABCG40와 실재로 직접적으로 결합하는지 Y2H, BiFC 방법으로 조사하였고, Co-IP와 MS 분석도 시도하였다. 또한 double konckout 돌연변이 표현형을 분석하여 상호 작용을 조사하였다. 그 결과 AIMK1과 ABCG40이 기능적으로 관련되어 있음을 할 수 있었으나, 단백질간의 상호작용 기작에 대해서는 후속 연구가 필요하다는 결론에 도달하였다. 2) In vitrophosphorylation assay와 MS 분석을 진행하여, AIMK1이 ABCG40를 인산화 시키는지 조사하였다. 하지만 인산화 효율이 낮아서 인산화 아미노산 잔기를 특정하지 못하였다. 이러한 기술적인 문제를 극복하기 위하여, ABCG40과 ABCG40의 cytosolic part를 담배와 애기장대에 과발현하여 분리하고 분석하는 연구를 추진하였다. 3) ABA 수송체 ABCG40, ABCG30, ABCG31과 결합할 가능성이 높은 전사인자들을 유전체분석, 프로모터 분석, Y1H을 바탕으로한 전사인자 라이므러리 탐색 등의 방법으로 선발하였다. 4) 선발한 전사인자들 중에서 ABCG31과 결합하는 ARID6에 집중하여, 결손돌연변이체와 과발현형질전환체를 분리하거나 제작했고, 이들에서 표현형과 ABCG31의 발현을 조사하고 있다. 5) ARID6와 ABCG31 프로모터와의 상호작용을 luciferase reporter를 이용한 방법으로 조사하여 ARID6가 ABCG31의 발현을 억제함을 밝혔다. ARID6와 ABCG31 프로모터가 직접 결합하는지 ChIP-PCR 방법으로 조사하는 연구를 진행하고 있다.

본 연구과제의 결과를 바탕으로 다음 효과를 기대할 수 있다. 1) ABA는 식물생존에 필수적인 호르몬이기 때문에, ABA의 수송을 담당하는 ABC 수송체의 조절 기작을 밝힌다면 그 지식을 바탕으로 water efficiency가 높은 가뭄이나 스트레스 저항성이 증가한 식물 개발에 활용할 수 있다. 2)사람에서 ABC transporter의 기능 이상은 심각한 유전적 질병의 원인이 된다. 본 연구과제 수행으로 ABC transporter 조절 메커니즘을 밝힌다면, ABC transporter가 관련된 질병 치료법 연구에 응용할 수 있을 것이다. 3) ABA는 대표적인 식물 스트레스 호르몬이므로 식물 스트레스 신호전달 연구에 중요한 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다. 4) 본 연구과제의 수행을 통해 미래과학인재를 양성할 수 있고, 연구 결과물들을 유명 학술지에 논문으로 발표하여 우리의 연구 활동을 홍보할 수 있다.
(출처:요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 9