<p>최근 식물분자생물학 기술 중에서 가장 주목받는 연구 분야의 하나는 자기방어능력을 지닌 식물의 육성이라고 할 수있다. 환경스트레스에 관련된 유전자를 분리하고 스트레스에 특이적으로 유도되는 promoter를 제작하고 이것을 형질전환기법으로 식물체에 도입함으로써 식물체내 생체방어물질의 생성을 자가 조절하는 작물을 개발하여 농약사용을 획기적으로 줄일 수 있는 친환경적 기술의 개발이 요청되고 있다.</p><p>식물은 UV나 상처, 병원체 등 다양한 환경스트레스에 의해 세포내에 phenylpropanoid pathway 상에서 생성되는 물질을 축적한다. Phenylpropanoid pathway에서 생합성되는 여러 가지 물질은 식물의 자기방어(self-defense) 기능에 관여하며, 식물 종 및 종내 조직에 따라 기능들이 다양하게 나타난다. 그러므로 이런 기능을 조절할 수 있는 식물과 관런된 여러 대사경로 및 조절과정에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. Phenylpropanoid 생합성 경로로 생성되는 방어물질은 cinnamic acid, \( \rho \)-coumaric acid, caffeic acid, ferulic acid 등이 있고, 이 물질들의 생합성에는 많은 효소(Enzyme)들이 관여되어 있다. 이 물질들은 생화학적 기능뿐만 아니라 방어기작(defense mechanism) 에서도 광범위하게 연구되고 있는데. Cinnamic acid 4-hydroxylase은 고등식물의 다양한 phenolic compounds 생합성에 중요한 역할을 하는 가수분해 효소이다. 이 효소는 trans-cinnamic acid trans-p-coumaric acid로 전환시키는 역할을 하며 환경자극에 강하게 반응한다. 특히, 고등식물의 경우 이러한 환경자극에 의해 DNA, proteins, membrane 등이 직접적인 영향을 받게 되는데 일반적으로 UV자극을 반으면 flavonoid와 sesquiterpene을 생합성한다고 보고되고 있다. 그리고 sesquiterpene cyclase는 고추(Capsicum annuum L.)의 중요 phytoalexin의 하나인 capsidiol 합성에 중요한 역할을 하는 효소이다. Capsidiol은 고추의 잎이나 줄기 등에서 병원균이나 UV 등의 환경 스트레스에 의해서 생성되어 항균작용과 항스트레스 작용을 함으로써 식물체의 방어기작 관련 물질로 알려져 있다.</p><p>본 연구에서는 식물의 다양한 phenolic compounds의 생합성에 중요한 역할을 하는 C4H (Cinnamic acid 4-hydroxylase) gene을 환경스트레스에 특이직으로 발현하는 specific pro-moter (sesquiterpene cyclase promoter)와 fusion시켜 식물체에 도입함으로써 환경스트레스 극복에 기여할 수 있는 phenolic compounds 생합성의 자가 조절이 가능한 식물체를 개발하고자 하였다. 이들 유전자가 도입된 담배의 형질전환체의 관련형질을 조사함으로써 환경친화형 작물육성의 가능성을 구명하였다.</p>
식물체내 생체방어물질의 생성을 자가 조절하는 작물을 개발하는 방법이 뭐야?
환경스트레스에 관련된 유전자를 분리하고 스트레스에 특이적으로 유도되는 promoter를 제작하고 이것을 형질전환기법으로 식물체에 도입함