농진청, 국화서 발현 가능한 프로모터 개발…유전자 기능 연구 활용 기대

U47 프로모터, 조직별 활성도 높아 다양한 작물 적용 전망

농진청 전경. ⓒ데일리안DB

농촌진흥청이 생명공학 연구에서 원하는 유전자 기능을 확인하는 데 활용할 수 있는 새로운 프로모터를 개발했다.

프로모터는 유전자 발현을 조절하는 스위치 역할을 하며, 종류에 따라 특정 물질의 생산을 늘리거나 줄일 수 있어 다양한 작물에서 유전자 기능 연구에 활용되고 있다. 현재 연구에서 가장 널리 사용하는 프로모터는 콜리플라워 모자이크 바이러스에서 유래한 35S 프로모터다. 그러나 국화처럼 유전체가 두 배 이상 증폭된 다배체 식물이나 씨앗이 아닌 줄기와 잎, 뿌리 등으로 번식하는 영양번식 식물에서는 제대로 기능하지 않는 한계가 있었다.

연구진은 국화 유전자 기능 영역 정보를 분석해 모든 조직에서 발현할 수 있는 프로모터 9종을 분리하고 기능을 검증했다. 그 결과 U41과 U47 두 개의 프로모터가 국화뿐만 아니라 모형 식물인 담배에서도 안정적으로 발현되는 것을 확인했다. 특히 U47 프로모터는 조직별 활성도가 높아 다양한 작물의 유전자 기능 분석에 활용할 수 있을 것으로 전망된다.

농촌진흥청은 이번 연구에서 개발된 프로모터가 식물 생장에 필요한 호르몬 조절 인자인 에틸렌과 지베렐린 관련 기능을 안정적으로 발휘해 기후변화 대응을 위한 고온 저항성 및 병 저항성 유전자 연구에도 기여할 것으로 기대하고 있다. 이번 연구 결과는 한국육종학회지에 게재됐다.

김남정 농진청 농업생명자원부장은 “이번에 개발한 프로모터는 유전자 기능 연구를 통해 새로운 육종 소재 발굴에 기여할 수 있을 것”이라며 “기후변화에 대응할 수 있는 작물 개발에도 도움이 될 것으로 본다”고 말했다.