환경 대응 유전자 발굴 및 형질전환 식물체 개발 성공

“환경 대응 형질전환체 연구 개발에 주력할 것”

2013-04-08 김미주 기자

연세대학교 식물분자시스템생물학 연구실(김우택 교수/이하 연구실)은 애기장대, 벼, 토마토를 이용하여 환경 스트레스 관련 유전자들의 기능 분석을 통한 바이오매스 증가 및 환경 스트레스 대응 형질전환체 개발에 관한 연구를 수행하고 있다. 김우택 교수는 “식물은 동물과 달리 외부 자극의 도피를 위한 장소 이탈이 불가능하기 때문에 자신의 일대기 동안 수많은 외부 환경 스트레스를 받고 살아간다. 그 중 고온, 저온, 가뭄, 고염(苦炎) 등 비생물학적 스트레스는 작물의 성장과 발달을 제한하여 증가하는 세계 인구수에 맞춘 식량 공급을 심각하게 감소시키는 요인이 되고 있다”며 환경 대응 유전자 발굴의 중요성을 강조하였다. 특히, 지구 온난화와 생활수준 향상으로 인한 물 부족 현상은 경작지의 축소로 직결되어 식용작물 뿐 아니라 바이오에너지 생산 작물의 생산량에도 매우 큰 영향을 미친다. 이에 김 교수는 물 부족 현상 해결 및 단위면적당 생산량 증가를 위해서는 식물의 스트레스 대응 체계를 이해하는 것이 중요하다고 덧붙였다.

환경 대응 유전자 발굴 및 형질전환 식물체 개발

김 교수는 환경 스트레스 대응 작물을 개발하기 위해서는 유용 유전자의 발굴과 그 유전자들을 도입한 형질전환 작물의 개발이 필수적인 전략이지만 세계적으로 경쟁이 매우 치열하기 때문에 이를 해결하기 위해서는 식물의 환경 스트레스 대응 기작을 분자생물학과 유전체학적 기법으로 접근하여 관련 유전자의 기능을 밝히고 신기능 유전자를 발굴하여 이를 도입한 유전자 변형 작물 개발이 필수적이라 전했다.

본 연구실에서는 환경 대응 유전자 발굴을 위해 우리나라의 주요 작물인 벼와 모델식물인 애기장대에서 가뭄에 의해 발현이 증가하는 여러 유전자들을 확보하고, 이 유전자들의 발현이 변화된 형질전환 벼, 토마토, 애기장대를 개발하였으며, 이러한 식물체들이 건조스트레스에 강한 내성을 가진다는 것을 밝힌 바 있다. 김 교수는 “본 연구에서 개발된 바이오매스가 증가된 가뭄 스트레스 대응 식물은 급격한 인구 증가에 따른 바이오에너지 대상 작물 개발 및 세계적인 기후 변화 대응 작물 개발에 활용될 것”이라며 “또한 세계 기후 변화에 대응하기 위해 제작한 작물은 궁극적으로는 세계적 GM 종자시장의 진입을 가능케 해 국가적 식량 안보문제를 완화시킬 수 있다”고 전함으로써 더욱 발전적이고 끊임없는 연구 의지를 피력하였다.

김 교수 연구팀은 국제 저명 학술지(SCI급 저널)에 117편의 연구 논문 게재, 국제 특허 5건, 국내 특허 20건을 출원·등록하였으며 과학재단 우수 R&D 연구 성과 50선 선정과 생물학연구정보센터(BRIC) ‘한국을 빛낸 사람들’에 5회 선정 되는 등 식물학 분야를 선도하며 과학 기술적인 면에서 절대적인 우위를 확보하고 있다. 현재 수행 중인 농촌진흥청 차세대바이오그린21 사업의 GM작물실용화사업단 과제와 우장춘 특별 과제의 성공적인 연구 결과를 기대해본다.