초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 다양한 조직, 발달단계, 환경조건에서 식물 호르몬 옥신에 의해 조절되는 식물 생장의 전반적인 발달 조절 메커니즘을 최종적으로 확립하고자 하는 대명제의 해결을 위하여, 수십년전부터 제시되어 온 식물세포의 신장에 대한 전통적인 이론인 “산-생장 가설”의 신호 경로를 구체적으로 규명하기 위한 연구이다. 이를 위해 모델 식물 애기장대에서 본 연구진의 사전연구과정을 통해 특정 조직 및 발달단계에서 옥신에 의한 세포신장 조절 메커니즘에서 중요한 조절 역할을 수행하는 것으로 확인된 Small Auxin Up RNA

□ 연구개요
본 연구는 다양한 조직, 발달단계, 환경조건에서 식물 호르몬 옥신에 의해 조절되는 식물 생장의 전반적인 발달 조절 메커니즘을 최종적으로 확립하고자 하는 대명제의 해결을 위하여, 수십년전부터 제시되어 온 식물세포의 신장에 대한 전통적인 이론인 “산-생장 가설”의 신호 경로를 구체적으로 규명하기 위한 연구이다. 이를 위해 모델 식물 애기장대에서 본 연구진의 사전연구과정을 통해 특정 조직 및 발달단계에서 옥신에 의한 세포신장 조절 메커니즘에서 중요한 조절 역할을 수행하는 것으로 확인된 Small Auxin Up RNA (SAUR) 단백질들을 대상으로, 이들의 상호작용 단백질을 대규모로 동정하고 식물체내 기능성 및 상호작용 네트워크를 분석함으로써, 옥신 및 Small Auxin Up RNA에 의한 세포신장 조절 기전의 구성요소들을 규명하고자 하며, 이를 통해 조직/기관별, 발달단계별, 환경조건 변화 등에 따라 차별적으로 작동하는 “산-생장 가설”의 세포신장 조절 신호경로를 확립함을 최종 목표로 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서 우선적으로 SAUR 단백질의 단백질 상호작용 네트워크를 규명하기 위한 방법으로서 Yeast two hybrid를 이용한 방법과 GFP-SAUR 형질전환 애기장대를 이용한 IP-MS screening을 수행하였으나, 상호작용 단백질을 확보하지 못하였다. 이에 또 다른 SAUR 네트워크 분석법으로서 전사체 네트워크를 분석하는 RNA-seq 분석을 수행하였다. GFP-SAUR 과다발현 형질전환 애기장대(SAUR OX)와 5개의 SAUR 유전자 소그룹이 모두 기능상실된 CRISPR/Cas9 multiple mutants(SAUR LD)를 이용하여 전사체 네트워크를 분석한 결과 유의미하게 발현이 증감되는 유전자들과 세포 신장 연관 네트워크의 분석을 진행할 수 있었고, 이들 중 개별적으로 분석이 진행되어야 할 유전자들을 선별하고 SAUR 단백질과의 기능적, 물리적 상호연관성에 대한 분석 작업을 진행하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구를 통해 규명된 SAUR 발현에 따른 전사체 네트워크의 변화는 아직까지 보고된 바 없는 연구결과로서 의미가 있으며, 특히 발현이 특이적으로 증감하는 여러 유전자들과 SAUR와 매우 밀접한 관련을 가지고 있는 세포 신장 관련 유전자들을 다수 확보하였고, 이들에 대한 개별적인 연구를 통해 SAUR를 통해 진행되는 산-생장 가설의 구체적인 신호전달경로를 최종적으로 규명해내는데 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• ① Yeast two hybrid 기법을 이용한 SAUR 상호작용 단백질 동정 ... 4
• ② IP-MS 기법을 이용한 SAUR 상호작용 단백질 동정 ... 5
• ③ GFP-SAUR 과다발현(OX) 및 CRISPR/Cas9 SAUR 다중 돌연변이(LD) 애기장대의 RNA-seq 분석 ... 6
• ④ SAUR 발현 연관 유전자 네트워크 분석 및 개별 유전자에 대한 발현양상 분석 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 9
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 10