세계 4대 식량작물, 벼의 '유전자 소셜네트워크' 규명

세계 4대 식량작물, 벼의 '유전자 소셜네트워크' 규명
10월 31일 미국립과학원회보 발표
 

▲ 벼의 유전자네트워크 이미지.  ⓒ2011 HelloDD.com

세계 4대 식량작물인 벼의 유전자 소셜네트워크가 국내 연구진의 주도로 규명됐다.

이인석 연세대학교 교수가 주도하고 로날드 미국 캘리포니아대 교수, 마콧 미국 텍사스주립대 교수 및 서영수 부산대 교수가 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 오세정)이 추진하는 '중견연구자지원사업(도약연구)'의 지원을 받아 수행됐다. 연구결과는 세계적으로 권위 있는 과학전문지인 '미국립과학원회보(PNAS)'에 10월 31일 온라인으로 게재됐다. 논문 원제목은 'Genetic dissection of the biotic stress response using a genome-scale gene network for rice'.

이 교수팀은 벼의 총 유전자의 절반에 달하는 2만개에 가까운 유전자를 모두 연결한 유전자 소셜네트워크를 경제작물 중에서 처음으로 구축하고, 이를 이용해 병충해 저항성에 중요한 3개의 새로운 유전자(록스 1, 2, 3)를 발굴했다.

이 교수는 지금까지 ▲미생물인 효모(Science 2004)▲동물모델인 선충(Nature Genetics 2008)▲식물모델인 애기장대(Nature Biotechnology 2010)▲인간(Genome Research 2011)의 유전자 소셜네트워크를 구축해, 사람의 질병과 식물의 환경저항성에 중요한 새로운 유전자들을 효과적으로 예측해 발굴할 수 있음을 증명해왔다.

특히 이번에는 경제작물인 벼의 유전자네트워크를 구축해, 네트워크 기반의 유전자 연구법이 미래 지구촌의 식량·에너지·환경문제를 해결하는 중요한 열쇠가 될 수 있음을 보여줬다.

연구팀은 이 네트워크를 이용해 5개 후보 유전자들만을 테스트해, 병충해의 저항성을 증진하는데 핵심적인 3개의 록스(rox) 유전자를 발굴해내는 데도 성공했다. 이는 기존의 무작위탐색기반의 유전학적 연구법에 비해 새로운 유전자의 기능을 최소 수십 배 이상 효율적으로 발굴할 수 있는 방법이다.

이 교수는 "이번 연구는 벼의 유전자 소셜네트워크를 완성해 이것을 통해 가뭄이나 병충해 같은 유해환경에 저항하는 유전자를 발굴하고, 형질전환 작물을 개발할 수 있는 가능성을 증명한 성공사례"라면서 "이러한 유전자네트워크가 향후 농업과 바이오 에너지 연구 등에 획기적인 발전을 가져올 것으로 기대한다"고 말했다. 

<대덕넷 임은정 기자> ej@HelloDD.com     

2011년 11월 01일