초록 ▼

연구개요
식물의 생장과 발달에 주요한 역할을 하는 마스터(master) 전사인자(transcription factor)와 이 마스터 전사인자에 의해 조절되는 하위(downstream) 유전자의 기능/역할 규명을 통해 새로운 유전자 조절 네트워크(Gene Regulatory Network; GRN)를 밝히고자 하였다. 이를 위해 본 연구진은 기존에 지상부에서의 역할이 거의 알려진 바가 없는 SHORT-ROOT(SHR) 전사인자의 기능소실변이체(shr)의 표현형 분석을 통해 암상태에서 생육한 유식물(etiolated seedlin

연구개요
식물의 생장과 발달에 주요한 역할을 하는 마스터(master) 전사인자(transcription factor)와 이 마스터 전사인자에 의해 조절되는 하위(downstream) 유전자의 기능/역할 규명을 통해 새로운 유전자 조절 네트워크(Gene Regulatory Network; GRN)를 밝히고자 하였다. 이를 위해 본 연구진은 기존에 지상부에서의 역할이 거의 알려진 바가 없는 SHORT-ROOT(SHR) 전사인자의 기능소실변이체(shr)의 표현형 분석을 통해 암상태에서 생육한 유식물(etiolated seedling)에서 하배축(hypocotyl)의 세포 신장(cell elongation)이 현저히 감소했고, 줄기(stem)의 관다발에서 기능소실변이체(shr)의 관다발 형성과정에 결함이 있다는 사실에 근거해 이들 과정에서 SHR 전사인자의 역할을 규명하고자 하였다.

연구 목표대비 연구결과
1) 야생형과 shr 변이체의 hypocotyl transcriptome 분석을 통해 hypocotyl에서 SHR에 의해 조절되는 새로운 유전자 조절 네트워크 규명:
-암상태에서 생육한 야생형과 shr 변이체의 hypocotyl transcriptome 분석을 통해 hypocotyl에서 SHR에 의해 조절 받는 후보 유전자를 발굴함.
-이들 후보 유전자의 promoter-GUS, 과발현체, 다중변이체 등을 제작해 hypocotyl에서 SHR에 의해 조절되는 기작을 분자수준에서 규명함.

2) Hypocotyl에서 SHR에 의해 조절되는 유전자 조절 네트워크과 식물 호르몬과의 상호 작용기작 규명:
-SHR과 단백질-단백질 상호작용을 하는 새로운 IDD/BIRD 전사인자(IDD1)를 발굴함.
-식물 호르몬 GA에 의한 hypocotyl 생장 촉진에 대해 shr 변이체와 새로 발굴한 idd 변이체가 결함을 보인다는 사실을 관찰함.
-이들 후보 유전자의 promoter-GUS, 과발현체, 다중변이체 등을 제작해 hypocotyl에서 SHR에 의해 조절되는 기작을 분자수준에서 규명 중임.

3) SHR에 의해 조절되는 지상부 관다발 조직 형성 네트워크 규명:
-관다발 형성과정에 관여하는 것으로 알려진 에틸렌 관련 전사인자(ERF018)를 발굴함.
-발굴된 에틸렌과 관련된 전사인자의 기능소실변이체를 확보하여 2차 부피 생장 관련 관다발 조직 형성 표현형 분석함.
-다양한 변이체, 과발현체, marker lines의 분석을 통해 2차 부피 생장에서 SHR과 관련 유전자의 기능/역할을 분자수준에서 규명 중임.
-본 연구과제를 수행하는 동안 논문발표 외 국제학회 발표 5건, 국내학회 발표 9건(구두발표 1건 포함), 생명정보 등록 1건, 형질전환체 개발 8건의 성과를 이뤘고, 추가로 국제저명저널(Molecular Plant, IF: 10.812)에 곧 발표할 예정임.

연구개발결과의 중요성
SHR 전사인자는 현재까지 주로 식물 뿌리 발달과정에서 주요한 역할을 하는 것으로 잘 알려졌는데, 이에 비해 지상부 생장 및 발달과정에서 어떤 역할을 하는지는 거의 알려진 바가 없었다. 본 연구과제를 진행하는 과정에서 본 연구진이 암상태에서 생육한 유식물(etiolated seedling)에서 하배축(hypocotyl)의 세포 신장(cell elongation) 과정에서 식물 세포벽 신장에 관여하는 것으로 알려진 XTH(xylogucan endotransglucosylase/hydrolase) 유전자의 발현을 직접 조절해 hypocotyl cell elongation에 관여한다는 사실을 최초로 규명할 수 있었다. 또한 본 연구진이 줄기(stem)의 관다발에서 SHR 전사인자가 에틸렌 신호전달에 관여하는 ERF018 전사인자의 발현을 조절해 관다발 형성과정에 역할을 하는 것을 최초로 규명하였다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1) 암상태에서 생육한 유식물(etiolated seedling)에서 하배축(hypocotyl)의 세포 신장(cell elongation)에 관여하는 새로운 SHR-regulated GRN 규명 ... 4
• 2) 하배축(hypocotyl)의 세포 신장(cell elongation)에 관여하는 SHR과 식물 호르몬과의 상호작용 규명 ... 8
• 3) 줄기(stem) 관다발 형성에 관여하는 새로운 SHR-regulated GRN 규명 ... 10
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• 4. 참고문헌 ... 12
• 5. 연구성과 ... 13
• 대표적 연구실적 ... 17
• 끝페이지 ... 23