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일본-애기장대의 2차 대사산물 데이터베이스

ecobgri | 2014.01.02 20:18 | 조회 2268

애기장대의 2차 대사산물 데이터베이스

일본의 독립행정법인 이화학연구소 (리켄)는 식물 관련 연구 모델로 널리 사용되는 애기장대 (Arabidopsis thaliana)의 꽃, 종자, 잎, 뿌리 등의 각 조직에 포함된 2차 대사산물에 대한 데이터베이스를 구축하였다고 2010년 1월 15일자 보도를 통하여 발표했다. 이것은 리켄 식물과학 연구센터 메타볼롬 기반연구그룹 메타볼롬 해석연구팀의 마쯔다 (松田史生) 객원연구원 등에 의한 연구성과이다.

애기장대의 2차 대사산물 데이터베이스 Fig.jpg



동물과 달리 식물은 자유롭게 이동할 수 없기 때문에 자외선 등과 같은 외부로부터의 스트레스 및 병충해, 병원균 등과 같은 외부로부터의 공격에 대비할 수 있는 능력을 진화시켜 왔다. 이러한 자기보호 능력의 원천은 2차 대사산물이라고 불리는 고도의 다양성을 가진 식물의 성분으로, 인간은 이들로부터 의료 및 건강보조에 효과적인 유용성분을 발견하고 사용해 왔다. 앞으로 이들 2차 대사산물이 가진 기능을 보다 효과적으로 이용하기 위해서는 어떠한 산물이 식물의 어떤 부위에 얼마나 포함되어 있는지를 파악하는 것이 중요하다. 위 연구성과는 식물체의 대사산물 (metabolites)을 종합적으로 조사한다는 의미로써 메타볼롬 분석이라고 불리며 리켄의 식물과학 연구센터가 적극적으로 기술 개발에 힘쓰고 있다.

위의 연구팀은 액체 크로마토그래피-탠덤형 질량분석기 (LC-MS/MS)를 이용하여 메타볼롬 분석 시스템을 구축하여 모델 식물인 애기장대의 꽃, 줄기, 종자, 잎, 뿌리 등 36개 부위에 포함된 1,500개 이상의 2차 대사산물의 정보가 축적된 데이터베이스 “AtMetExpress development”를 제작하였다. 이 데이터베이스로부터 애기장대의 경우 각 조직 부위에 따라서 전혀 다른 구조를 가진 다양한 2차 대사산물을 생합성 및 축적하고 있다는 사실을 확인하였다. 즉, 식물은 천연의 우수한 유기 합성 시스템이며, 종자 및 꽃과 같은 특정 부위에 주목하여 그 메커니즘을 조사할 경우 인류에게 유용한 2차 대사산물을 탐색해 낼 수 있다는 사실을 알게 되었다.

위 연구성과는 리켄 식물과학 연구센터에서 참가하고 있는 애기장대의 유전자 발현의 종합적 해석 (AtGenExpress;
GTB2008050278) 데이터베이스와 통합함으로써 다양한 2차 대사산물에 관여하는 유전자를 발견할 수도 있을 것으로 기대된다.

앞으로 보다 다양한 식물종에 대한 데이터베이스를 제작함으로써 새로운 유용성분 및 대사관련 유전자를 발견함으로써 2차 대사산물의 기능을 예측할 수 있을 것이며, 그 결과 의학, 식품, 공업재료 등에 적용 가능한 유용성분을 보다 효율적으로 식물에서부터 얻을 수 있게 될 것이다.

위 연구성과는 미국의 과학잡지인 “Plant Physiology”를 통해 2010년 1월 19일자 (한국시간)로 게재될 예정이다.

그림. 애기장대에서 생합성 및 축적되는 2차 대사산물의 구조 예시.

2010-01-21 GTB에서 퍼왔습니다.
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