[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 김상규 교수 연구팀이 식물의 생체시계 유전자가 꽃의 개화와 향기 방출을 통합적으로 조절하는 원리를 분자 수준에서 규명했다고 27일 밝혔다.

연구팀은 야간에 꽃을 열고 향기를 방출하는 코요테담배를 모델로 연구를 진행했다. 미국 유타주 사막에 자생하는 이 식물은 밤에 활동하는 꽃가루 전달자를 유인하기 위해 야간에만 꽃을 열고 향기를 내뿜는다. 연구팀은 생체시계 유전자에 변이가 있는 돌연변이체를 분석하고 분자생물학적 접근을 통해 메커니즘을 조사했다.

그 결과 CONSTANS-LIKE 5(COL5)라는 생체시계 유전자가 꽃이 열리는 시점과 향기 방출의 리듬을 조절하는 핵심 역할을 한다는 사실을 확인했다. COL5 유전자의 기능이 사라진 식물에서는 꽃이 정상적으로 완전히 열리지 못했으며, 동시에 꽃 향기의 주요 성분인 벤질아세톤의 합성도 크게 감소했다. 이는 COL5가 꽃의 물리적 개화 과정뿐 아니라 향기 물질의 생합성까지 특정 시간에 조절하는 전사 조절 유전자임을 보여준다.

추가 유전자 발현 분석을 통해 COL5가 향기 물질 생합성에 관여하는 핵심 효소 유전자들의 발현을 조절함으로써 향기 방출 시점을 조정한다는 것을 확인했다. 페튜니아에서도 COL5와 유사한 유전자가 꽃의 개화 시기와 향기 방출에 영향을 미치는 것으로 확인됐다.

이 연구 결과는 국제학술지 더 플랜트 셀에 지난 1월 29일 게재됐으며, 생명과학과 최유리 박사와 강문영 박사가 제1저자로 참여했다.

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