원예특작 연구동향 리포트
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  • 원예산업신문
  • 승인 2013.12.16 15:07
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후성유전체적 다양성과 식물의 환경적응

■ 연구기관
미국 : 쇼크생물학연구소(the Salk Institute for Biological Studies)
■ 연구내용
후성유전적 변이(modifications)는 DNA 알파벳(A-T-C-G)에서의 변화 없이도 유전자의 발현을 변화시킬 수 있으며, 이는 세포 기구(cellular machinery)의 변화를 미세하게 조율할 수 있는 부가 수단을 세포에 제공한다. 그리고 이러한 변화는 식물뿐만 아니라 동물에서도 일어난다.
세계도처에서 수집된 애기장대의 후성유전적 다양성(epigenomic diversity)의 패턴을 확인하였는데, 이것은 다양한 환경에 식물이 적응하게 하는 요인일 뿐만 아니라, 작물의 생산과 최근의 기후변화 대응연구에도 도움이 될 수 있다.
이번 발견은 전세계에서 발견되는 식물의 유전적 다양성 이외에, 식물이 발견되는 환경에 따라 식물의 후성유전적 구성도 다양하다는 것을 보여준다.
즉, 후성유전체학은 한 가지 조절 수단(regulatory layer)으로 DNA 서열 상의 화학적 표지의 패턴을 연구하며, 식물이 자라는 곳에 따른 후성유전체 차이로 인해 식물이 그의 환경에 신속하게 적응할 수도 있다.
에커(Joseph R. Ecker) 연구팀은 다양한 기후 환경에 따라 식물의 후성유전체가 놀랄 만큼 다르다는 것을 처음 발견하였으며, 이것은 오랜 시간이 걸리는 DNA에서의 변화 없이도, 다양한 환경에 식물이 신속하게 적응할 수 있는 길을 만들 수도 있다고 한다.
이 분석은 식물의 생리생태적 특성에 후성유전적 변화가 미치는 영향과 그의 환경에 대한 적응 능력을 이해하기 위한 첫 번째 단계의 연구이다.
식물에서의 후성유전적 변화에 대한 이해는 다양한 목적으로 그 변화를 조절하게 할 수도 있는데, 이 목적에는 이상기후와 같은 환경 스트레스가 많은 상황을 견딜 수 있는 작물을 만드는 것도 포함된다. 작물의 후성유전적 변화에 대한 지식은 생산자에게 품종선택에 대한 정보를 줄수 있으며, 어떤 환경에서 품질이 좋아지고, 환경적 스트레스 요인과 회피방안을 확인하는데 지대한 영향을 미칠 수 있다
■ 국내 기술수준과 전망
국내에서도 최근 차세대바이오그린21 사업의 차세대유전체 사업의 일환으로 작물의 후성유전체 연구가 진행되고 있으며 이러한 연구를 통하여 생육 환경에 따른 생리현상이나 수량성 증대에 기여할 것으로 생각된다. 
또한 위 연구내용과 같이 작물에 있어서 최근의 이상기후연구에도 접목할 수 있을 것으로 사료된다. 
■ 참고문헌 및 사이트
● Robert J. Schmitz, Matthew D. Schultz, Mark A. Urich, Joseph R. Nery, Mattia Pelizzola, Ondrej Libiger, Andrew Alix, Richard B. McCosh, Huaming Chen, Nicholas J. Schork4 & Joseph R. Ecker, 2013, Patterns of population epigenomic diversity. Nature 495: 193-198.
● KISTI 미리안 ‘글로벌동향브리핑’ (http://mirian.kisti.re.kr)

■ 자료제공 : 국립원예특작과학원 채소과 AVRDC연구원 최장선 박사