씨앗의 지방함량 높이는 유전자 발견

포스텍 이영숙 교수팀

▲ 지방산을 수송하는 유전자 발견으로 식물 종자의 지방질 함량을 증가시키는 원천 기술 확보해 바이오연료 생산 증대에 기여할 유전자 발견한 포스텍 이영숙 교수팀의 이영숙 교수(교신저자)와 김상우·김한울(박사과정)씨.

야자, 들깨 등에 있는 식물성 지방을 생산하는 주요 재료인 지방산을 수송하는 유전자가 포스텍 이영숙 교수팀에 의해 세계 최초로 밝혀졌다.

포스텍 이영숙 교수 연구팀은 일본 사이타마대학 니시다 교수팀과 함께 `식물 종자의 지방함량을 증가시키는 유전자`를 세계 최초로 발견해 지난 26일 `미국 국립과학원회보(PNAS)` 온라인 속보에 논문을 발표했다.

이 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 시행하는 글로벌연구실사업(Global Research Laboratory)과 글로벌프론티어사업의 지원을 받아 수행됐다. 이번 연구 성과로 식용 작물이나 바이오디젤과 같은 대체 에너지원 개발을 활성화 할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

식물의 경우 지방산은 색소체에서 합성되고, 지방산은 소포체로 수송되어 지방질 합성에 사용된다. 지방산 및 지방질 합성과 관련된 효소들은 수십년간 연구를 통해 거의 대부분이 알려져 있었지만, 지방산이 어떻게 소포체로 수송되는지에 관해서는 수수께끼로 남아 있었다. 하지만 이번 연구를 통해 이 교수팀이 지방산을 지방질 합성이 이루어지는 소포체로 수송하는 유전자인 `AtABCA9`을 발견했다.

`AtABCA9`가 손실된 돌연변이 식물은 종자 지방질 함량이 약 35% 감소한 종자를 생산하며, 과 발현시킨 식물은 종자 지방질 함량이 약 40% 증가한 종자를 생산하는 것을 관찰함으로써 `AtABCA9` 단백질이 종자의 지방질 합성을 증가시키는 중요 유전자라는 것을 밝힌 것.

이 연구결과는 전 세계적으로 식용 및 산업원료로 수요가 급증하는 식물성 지방질의 생산을 증대시키는 중요한 유전자원을 국내 연구진이 발견하고, 해당 분야의 원천기술을 확보했다는 점에서 의의가 크다.

이영숙 교수는 “이번 연구 성과는 기름을 더 많이 생산하도록 작물을 개량하는데 이용할 수 있는 중요한 유전자원이 될 것”이라며 “그린에너지 바이오연료 생산에 기여할 수 있을 것 같다”고 말했다.

한편, 연구팀은 현재 이번의 연구 성과를 상용화하기 위해 다국적기업과 라이선싱 계약 체결을 협의 중인 것으로 알려지고 있다.

/윤경보기자 [e-mail]