병충해에 강한 식물 '후성유전' 비밀 풀렸다

식물은 한 곳에서 일생을 마치기 때문에 다양한 외부 스트레스에 저항력을 가져야 한다. 서식지 환경이 안 좋아지면 떠나버리면 그만인 동물보다 더 면역력이 강해야 한다는 뜻이다. 때문에 식물은 해충이나 병원균 공격을 기억하고 빠른 방어 환경을 만들 수 있게 진화해 왔다.

병원균 공격을 기억하기 위해 식물은 후성유전학적 방법을 쓴다고 알려져 있다. 후성유전은 DNA 염기서열 변화 없이 유전자 변화 상태가 대물림되는 현상을 말한다. 다시 말해 후천적 환경이 유전자에 영향을 끼친다는 뜻이다.

후성유전은 주로 DNA 메틸화 등에 의해 조절되는 것으로 알려져 있다. DNA 메틸화는 DNA 염기에 유전자 발현을 억제하는 대사물질인 '메틸기'가 달라붙는 현상이다.

한국연구재단은 포스텍 생명과학과 황일두 교수, 서울대 황대희 교수, 이화여대 노태영 교수 공동 연구팀이 식물 병저항성 메커니즘을 규명하고 병충해에 강한 작물을 개발할 수 있는 단서를 발견했다고 12일 밝혔다.

연구팀은 DNA 메틸화와 식물 병저항성 사이 관계를 확인하기 위해 DNA 메틸화 처리를 한 식물 돌연변이에서 병저항성을 측정했다. 그 결과 'DDM1 단백질'이 기능하지 못하는 식물은 병원균에 대해 높은 저항성을 갖고 있고, 유전자 부위 DNA 메틸화가 감소해 있다는 사실을 확인했다.

연구팀은 또 이 같은 DNA 메틸화가 여러 식물 개체군에서 다양한 양상으로 나타난다는 사실도 밝혀냈다.

연구팀 관계자는 "기존엔 가설로 존재하던 유전자 부위 DNA 메틸화가 후성유전학적 방어 능력과 연관돼 있음을 밝힌 것"이라며 "식물의 병 저항성을 높여 무농약, 친환경 농업을 촉진하는 데 기여할 수 있는 연구성과"라고 말했다. 

과학기술정보통신부와 한국연구재단 중견연구 지원을 받은 이번 논문은 유전학 분야 국제학술지 지놈바이올로지에 실렸다.

이해성 기자 ihs@hankyung.com

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