초록 ▼

종자의 발아 시기의 조절은 종자식물이 생존에 유리한 환경에서 성공적인 식물의 생활 주기를 시작하기 위하여 다양한 환경적 요인에 의해 이루어진다. 이들 여러요인 중에서 빛은 종자의 발아를 유도하는 가장 핵심적인 환경 요소라 하겠다.

본 연구를 통하여 연구진은 식물의 히스톤 탈아세틸화 효소 그룹 중에서 대표적인 RPD3/HDA1-class의 HISTONE DEACETYLASE 9 (HDA9)이 phytochrome B (phyB)에 의한 종자의 발아 과정에 주요한 역할을 하고 있음을 밝혀 내었다.

HDA9 활성

종자의 발아 시기의 조절은 종자식물이 생존에 유리한 환경에서 성공적인 식물의 생활 주기를 시작하기 위하여 다양한 환경적 요인에 의해 이루어진다. 이들 여러요인 중에서 빛은 종자의 발아를 유도하는 가장 핵심적인 환경 요소라 하겠다.

본 연구를 통하여 연구진은 식물의 히스톤 탈아세틸화 효소 그룹 중에서 대표적인 RPD3/HDA1-class의 HISTONE DEACETYLASE 9 (HDA9)이 phytochrome B (phyB)에 의한 종자의 발아 과정에 주요한 역할을 하고 있음을 밝혀 내었다.

HDA9 활성도의 상실은 red-light pulse를 주었을 때 종자의 신속한 발아를 유도하였고, PIF1의 전사 활성의 억제자인 HECATE (HEC)의 발현을 증가시켰다. red-light pulse를 주었을 때, HEC 유전자들 좌위의 히스톤 H3 아세틸화 정도와 RNA polymerase II의 결합 정도는 야생종에 비해 hda9-1 돌연변이체에서 유의미하게 증가되어 있었다. 뿐만 아니라, red-light pulse 처리 후, HDA9이 HEC 유전자들의 크로마틴 부위에 직접 결합됨이 관찰되었다. 또한, GA-INSENSITIVE (GAI)와 REPRESSOR OF GA1-3 (RGA/RGA1) 의 mRNA 발현 정도가 PIF1에 의해 정적으로 조절되며 hda9 돌연변이에 의해 이들 DELLA 유전자의 mRNA 발현이 감소 되었음을 발견하였다.

본 연구과제를 통하여, 광-유도에 의한 phyB 관련 종자 발아의 조절 메커니즘에서 HDA9의 역할과 그의 주요 타깃이 HEC 유전자들임을 밝혀내고 빛 조건에 의해 이들 유전자 좌위의 크로마틴의 히스톤 아세틸화 정도가 HDA9에 의해 조절되는 것을 밝혀 내었다. 다시 말하면, 애기장대 HEC 유전자들의 전사가 활성화되어 있는 동안 히스톤 탈아세틸화 효소인 HDA9이 HEC 유전자들의 크로마틴 부위의 아세틸화 정도를 직접 조절함으로써 빛에 의해 HEC 유전자들의 전사가 과활성되는 것을 억제한다는 사실을 알 수 있었다. 즉, 적절한 빛의 조건에서 종자가 발아를 시작할 수 있도록 히스톤 탈아세틸화 효소인 HDA9이 타깃 유전자의 전사의 미세한 에피유전적 조절을 담당하고 있음을 확인할 수 있었다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 가. 연구개발의 필요성 ... 5
• 나. 연구의 가설 ... 5
• 다. 연구의 최종목표 ... 5
• 라. 연구의 범위 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 가. HDA9이 종자발아에 직접적으로 미치는 영향 및 광-유도에 의한 종자발아 ... 6
• 나. hda9 돌연변이체를 이용한 HDA9 타깃 유전자 발굴 ... 8
• 다. HDA9이 타깃 유전자의 전사 조절 메커니즘 확립 ... 11
• 라. HDA9의 타깃 유전자의 돌연변이체 확보와 과발현체 제작 및 복합 돌연변이체의 관찰 ... 11
• 마.HDA9 타깃 유전자와 HDA9의 상관관계 확립 ... 12
• 바. 광유도에 의한 종자의 발아에서 HDA9을 통한 메커니즘 구축 ... 15
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 가. 기술적 측면 ... 17
• 나. 산업적 측면 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 18
• 끝페이지 ... 18