<h1>서 론</h1><p>세슘(Caesium: Cs)이 식물체에 훕수되거나 수용액 중에 존재하는 형태는 이온(\(\mathrm{Cs}^{+}\)) 상태이며. \( \mathrm{Cs}^{+} \)는 그 특성이 \( \mathrm{K}^{+} \)와 유사하여 \( \mathrm{Rb}^{+} \)와 마찬가지로 \( \mathrm{K}^{+} \)를 세포 내로 흡수하는 고친화도 경로(high affinity pathway)와 저친화도 경로(low affinity pathway) 모두를 통하여 흡수되는 것으로 알려져 있기 때문에, \( \mathrm{K}^{+} \) 흡수 경로의 특성을 확인하기 위한 도구로도 활용되었다. \( \mathrm{Cs}^{+} \)는 세포 내로의 흡수 및 식물체에서의 이동 특성이 \( \mathrm{K}^{+} \)와 유사하지만 \( \mathrm{K}^{+} \)의 기능을 대신하지는 못하는 것으로 생각되며, 여러 효소 단백질에서 음전하를 띄고 있는 \( \mathrm{K}^{+} \) 결합부위에 \( \mathrm{K}^{+} \) 대신 결합하여 효소 기능을 방해함으로써 독성을 나타내는 것으로 제안되었다. 실제로 \( \mathrm{Cs}^{+} \)에 무감한 Arabidopsis 돌연변이체 csi52는 \( \mathrm{K}^{+} \) uptake에 이상이 있으며 고친화도 흡수경로와 저친화도 흡수 경로의 기능이 모두 저하되어 있는 것으로 보고되었다.</p><p>\( \mathrm{Cs}^{+} \)을 인위적으로 외부에서 처리하면 Arabidopsis, 콩, 토마토 등에서 생장이 감소하며, \( \mathrm{K}^{+} \)처리에 의하여 그 독성 피해가 일부 회복되는 것으로 알려져 있다. \( \mathrm{Cs}^{+} \)은 식물에 독성을 나타내는 물질이기는 하지만 자연 상태에서는 그 농도가 매우 낮고, 식물이 흡수하는 비율도 \( 3 \% \) 이하에 불과하여 비정상적으로 \( \mathrm{Cs}^{+} \) 농도가 높은 일부 지역을 제외하면 \( \mathrm{Cs}^{+} \) 독성이 나타나는 일은 드문 편이다. 그러나 인공적인 핵분열의 주요 부산물 중 하나인 방사성 동위원소 \( { }^{134} \mathrm{Cs}^{+} \)와 \( { }^{137} \mathrm{Cs}^{+} \)는 식물의 뿌리에서 흡수되고 지상부로 이동한 다음 생태계의 먹이 사슬에 편입된다. 그. 결과 이를 섭취한 포식자에 생물 농축을 잍으키기 때문에 방사성 \( \mathrm{Cs}^{+} \)의 흡수에 관한 연구가 중요하게 취급되었다. 이 연구는 방사성 \( \mathrm{Cs}^{+} \)가 먹이 사슬로 유입되는 것을 차단하기 위한 목적도 있지만 식물의 방사성 \( \mathrm{Cs}^{+} \) 흡수 기능을 활용하여 방사성 \( \mathrm{Cs}^{+} \) 오염을 제거하고자 하는 환경정화의 목적도 있어 응용 가능성이 기대되는 분야이기도 하다.</p>
K+ 흡수 경로의 특성을 확인하기 위한 도구로도 활용되는 이유 무엇인가요?
\( \mathrm{Cs}^{+} \)는 그 특성이 \( \mathrm{K}^{+} \)와 유사하여 \( \mathrm{Rb}^{+} \)와 마찬가지로 \( \mathrm{K}^{+} \)를 세포 내로 흡수하는 고친화도 경로(high affinity pathway)와 저친화도 경로(low affinity pathway) 모두를 통하여 흡수되는 것으로 알려져 있기 때문