식물유전자 네트워크 이용, 가뭄 저항성 조절인자 발굴

이인석(사진) 연세대학교 생명공학과 교수가 식물유전자 2만개 사이에 존재하는 백만개 이상의 기능적 상관관계를 지도화한 세계 최대 식물유전자네트워크를 규명했다. 농업ㆍ바이오에너지 연구의 새로운 발전 가능성을 열었다는 평가를 받고 있는 이번 연구 결과는 세계에서 가장 권위 있는 생명공학저널인 네이처생명공학지 2월1일자(한국시간) 온라인판에 게재됐다. 1일 교육과학기술부에 따르면 이 교수의 주도 하에 미국 카네기연구소 재미 과학자 이승연 박사, 텍사스주립대 마콧(Marcotte) 박사가 공동 추진한 이번 연구는 식물의 한 종류인 애기장대(Arabidopsis)의 유전자네트워크를 규명해 유전자네트워크를 이용한 연구방법이 기존의 미생물과 동물연구뿐만 아니라 식물에서도 가능하다는 사실을 밝혀냈다. 벼와 옥수수 같은 주요 작물이 가뭄이나 병충해 등 유해환경에 적응하는 데 주요한 역할을 하는 '작물유전자'의 발굴은 식량문제와 환경문제를 해결하는 데 중요한 열쇠가 되지만 일반적으로 작물당 3만~5만개에 이르는 유전자들 중 중요한 형질과 관련된 소수 유전자를 탐색하기에는 현재까지 많은 기술적 한계가 존재해왔다. 이 교수팀은 식물 연구에 가장 널리 사용되는 애기장대의 유전자네트워크를 이용해 예측된 소수 후보 유전자를 테스트했으며 이를 통해 가뭄에 대한 저항성을 조절하는 유전자인 드라스원(Drs1)과 뿌리생장을 조절하는 유전자 라스원(Lrs1)을 새롭게 발굴했다. 또 네트워크를 이용한 형질 조절 유전자 발굴법이 기존의 유전자 탐색법에 비해 10배 이상 효율적이라는 사실도 밝혀냈다. 이 교수는 "이번 연구는 벼ㆍ옥수수와 같은 식량이나 바이오연료로 사용될 수 있는 작물의 유전자네트워크를 이용해 형질개량 유전자를 효과적으로 발굴할 수 있다는 사실을 보여준 성공 사례"라며 "이러한 식물과 작물의 유전자네트워크는 향후 농업과 바이오에너지 연구에 획기적인 발전을 가져올 것"이라고 연구 의의를 밝혔다.