초록 ▼

□ 연구개요
땅에 뿌리를 내리고 살아가는 식물은 생존을 위해 생장과 환경재해 내성의 상호작용이 정교하게 조절되어야 한다. 하지만 식물이 환경재해에 반응하여 어떻게 생장을 억제하는지 그 조절 메커니즘에 대한 연구는 미비하다. 본 연구에서는, 생장과 환경재해에 관련된 옥신과 앱시스산(ABA)의 상호작용 메커니즘 규명을 위하여 ABA에 반응하는 MAPK의 새로운 기질로 동정된 옥신 신호 억제자인 IAA15의 생물학적 기능을 규명하고, 이를 통하여 ABA가 어떻게 옥신 신호 경로를 조절하는지 그 작용 메커니즘을 밝히고자 한다.

□ 연구개요
땅에 뿌리를 내리고 살아가는 식물은 생존을 위해 생장과 환경재해 내성의 상호작용이 정교하게 조절되어야 한다. 하지만 식물이 환경재해에 반응하여 어떻게 생장을 억제하는지 그 조절 메커니즘에 대한 연구는 미비하다. 본 연구에서는, 생장과 환경재해에 관련된 옥신과 앱시스산(ABA)의 상호작용 메커니즘 규명을 위하여 ABA에 반응하는 MAPK의 새로운 기질로 동정된 옥신 신호 억제자인 IAA15의 생물학적 기능을 규명하고, 이를 통하여 ABA가 어떻게 옥신 신호 경로를 조절하는지 그 작용 메커니즘을 밝히고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
식물 호르몬 옥신과 ABA 상호작용 조절 메커니즘 규명을 위하여 본 연구 과제에서는 새로운 MAPK 기질로 분리된 IAA15의 생물학적 기능 분석을 하였다.
1) MAPK 상호작용 단백질로써의 IAA15 기능 분석
◦새로운 MAPK 기질 단백질로 분리된 IAA15가 MAPK3, MAPK6과 상호작용하고 phsophorylation이 됨을 확인
◦IAA15 단백질의 Ser-2와 Thr-28 잔기가 MAPK에 의해 phosphorylation 됨을 확인
◦IAA15의 유전자는 root에서 주로 발현이 되고 gain-of-function mutant 형질전환체가 root 발달이 억제됨을 확인
◦IAA15 phosphorylation mimic form 과발현 형질전환체에서 IAA15 단백질이 안정화되고 root 생장이 억제됨을 확인
2) IAA15에 의한 생장 신호전달을 억제하는 환경재해 규명
◦다양한 비생물학적 환경재해에 중에서 ABA와 관련된 스트레스가 옥신 신호전달을 억제함을 확인
◦ABA 관련 스트레스에 의해 MAPK가 활성화되고 phosphorylation된 IAA15에 의해 생장이 억제되고 환경재해 내성이 유도됨을 확인
3) IAA15 상호작용 단백질 및 하위 유전자 분석
◦ARF7과 19의 활성을 억제하여 하위 유전자 LBD 발현을 억제함
◦IAA15가 호르몬 신호 경로뿐만 아니라 다양한 metabolite에 관여하는 유전자들을 조절함으로 식물 생장과 환경재해 상호작용에 관여함을 확인

□ 연구개발결과의 중요성
◦새로운 MAPK의 기질인 IAA15 생물학적 기능 규명
◦옥신과 ABA 상호작용 메커니즘 규명에 선도적인 연구 결과가 됨
◦식물 생장 관련 및 환경재해 관련 신호전달 네트워크 및 조절 기작 정보 확보
◦생장과 재해 교차조절 메커니즘 및 활용 기술 개발로 지적 재산권 확보
◦분리된 유용 유전자를 이용하여 형질전환이 가능한 벼, 콩, 옥수수 등에 도입할 경우 환경재해에 강하면서 생산성이 좋은 유용 작물 개발을 위한 원천기술 제공 및 신품종 작물 개발 가능

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• 1) IAA15 단백질의 MAPK 기질로써의 특징 연구 ... 3
• 2) 새로운 MAPK 기질 단백질 IAA15의 생물학적 기능 규명 ... 3
• 3) IAA15의 생물학적 기능에 phosphorylation이 미치는 영향 분석 ... 4
• 4) IAA15가 조절하는 옥신 신호전달을 억제하는 다양한 비생물학적 스트레스 규명 ... 5
• 5) IAA15의 상호작용 ARF 또는 하위 조절 유전자의 분석 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 6
• 4. 참고문헌 ... 7
• 5. 연구성과 ... 7
• 대표적 연구실적 ... 9
• 끝페이지 ... 12