성균관대학교(총장 신동렬)는 윤환수 생명과학과 교수와 이덕현 박사가 광합성 아메바인 폴리넬라(Paulinella)의 엽록체 산화 환원 조절 시스템인 티오레독신(thioredoxin) 시스템의 진화과정을 밝혔다고 13일 전했다.

시스테인 잔류기의 산화 환원 상태, 즉 레독스(redox) 조절을 통해 대사과정을 조절하는 방식은 식물의 발달, 환경 변화에 적응하는데도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 하지만 엽록체 진화의 초기 단계에 있는 폴리넬라에서의 레독스 조절이 일반적 식물에서의 시스템과 같은지, 아니면 독립적으로 개발되었는지는 아직까지 연구된 바 없다.

이에 연구진이 폴리넬라의 유전체 자료에서 레독스 조절과 연관된 유전자들이 있는지 이들의 기원과 세포 내 위치를 살펴본 결과, 레독스 조절로 알려진 티오레독신(thioredoxin) 시스템은 엽록체에서 공생체, 호스트, 세균, 홍조류 등 다양한 기원의 유전자들로 구성돼 있었다.

연구진은 식물과는 독립적으로 진화한 폴리넬라 엽록체 레독스 조절 시스템은 식물과는 다르게 외부의 다른 생물로부터 획득해 독립적으로 진화했음을 밝혔다.

윤환수 교수는 "광합성 폴리넬라 연구는 아직 많은 것들이 알려지지 않은 엽록체 형성 과정에 대한 정보를 제공해주고, 광합성 효율을 극대화하는 시스템·합성 생물학, 유전공학 등의 응용 분야 연구의 기초 자료로 이용될 수 있다"고 말했다.

이번 연구는 해양수산부의 다부처유전체사업, 농촌진흥청의 바이오그린21사업과 연구재단의 중견연구지원, 세종과학펠로우십 사업으로 수행됐다. 논문명은 '독립적으로 진화한 광합성 폴리넬라 티오레독신 시스템(Independent evolution of the thioredoxin system in photosynthetic Paulinella species)'이며 '현대 생물학(Current Biology, IF*=9.601)'에 13일 게재됐다.

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