총동창회 지원 창의선도 신진연구자 인터뷰 <15>

“100여 년간 감춰진 식물호르몬 ‘옥신’ 비밀 푼다”

서정용 농생명공학부 부교수

-연구 주제와 목적은.

“식물 호르몬 옥신과 관련된 연구다. 옥신은 식물이 자라고 꽃을 피워 과실을 내는 과정에서 중요한 역할을 하는 대표적인 식물 호르몬이다. 본 연구에서는 옥신이 식물의 생장을 조절하는 메커니즘을 규명하고, 유용 작물의 품종 개량을 목적으로 예측 플랫폼을 구축해서 활용하는 것이 목적이다.

옥신은 식물의 생장 주기에 따라 유전자 발현을 조절하는데, 여기에 다양한 조절 단백질들이 관여해서 필요한 단백질을 생산하고 분해한다. 이들 단백질 중에서 유전자와 직접 결합해서 유전자 발현 스위치를 만드는 전사 조절 단백질들의 동작 원리를 밝혀내는 것이 첫 번째 목표다. 또 스위치를 구성하는 단백질 상호작용 지도를 만들어서 신호전달 경로를 이해하고 예측하려 한다.”

-연구 배경은.

“식물 단백질 연구는 다른 분야에 비해 관심을 덜 받아온 분야다. 최근 미래 식량자원 개발과 지역별·기후별로 환경적 대응이 가능한 품종을 개량하려는 요구가 많아지면서 분자 메커니즘에 대한 연구도 활발해지고 있다.

식물 호르몬 옥신은 140년 전 다윈이 최초로 발견한 이후 농업생명과학 분야에서 널리 이용돼 왔다. 하지만 어떤 경로로 신호전달이 돼서 작동하는지 구조적 메커니즘은 알려지지 않았다. 신호전달 단백질의 분리가 어렵기 때문이다. 오랫동안 단백질을 연구해온 사람으로서 이 고전적인 질문에 도전해보고 싶었다.

옥신 신호전달 단백질이 작용하는 분자 메커니즘은 최근에야 윤곽이 드러나고 있다. 단백질 변이를 이용해서 문제를 해결할 수 있었다. 신호 전달에 참여하는 다른 구성 단백질들을 이해하는 데도 좋은 가이드라인이 될 것이라고 본다.”

-연구 결과가 어떻게 활용될까.

“옥신에 의한 생장 조절은 대부분의 육생식물에서 같은 원리로 작동한다. 따라서 옥신의 기본 원리를 규명하는 것은 다른 식물 호르몬들의 분자 메커니즘을 연구하는 데에도 도움을 줄 것으로 보인다. 주요 작물과 과실의 품종을 개량하기 위해 유전자 조작 전략을 제시하고, 저분자 활성물질을 설계하는 데도 도움이 될 것이다.”

-모교 연구가 발전하려면.

“한정된 연구인력으로 모든 분야를 주도하긴 어렵겠지만, 기초와 응용 분야를 적절하게 배분해서 중장기적인 목표를 향해 나아갈 수 있는 관심과 지원이 중요하다. 지금 인기 있는 연구 분야를 빠르게 따라가는 것도 필요하지만 그 저변에 있는 기초 학문들은 새로운 문제를 해결하는 원동력이 될 것이라고 생각한다.”

*서 교수는 카이스트 화학과에서 학사와 석사, 박사학위를 받고 캐나다 앨버타대에서 박사후 연구원, LG생명과학연구원 선임연구원, 미국 국립보건원 방문연구원 등을 지냈다. 2009년 모교에 부임해 다양한 단백질을 대상으로 구조생화학 연구를 하고 있다.