하루24시간 '일주기 생체시계' 식물 노화에 영향..노화시계 규명 성큼

기사입력 : 2018년08월05일 12:00

최종수정 : 2018년08월05일 12:02

일주기 시계 유전자 PRR9, 오래사라1 유전자 통해 식물노화 조절
"식물 노화 조절하는 '노화시계' 규명 기대감 커져"
기초과학연구원(IBS) 식물노화수명연구단 PNAS 논문 발표

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 지구에 사는 거의 모든 생명체는 지구 자전에 의해 생기는 주기적 환경 변화에 적응하기 위한 내부 시스템을 갖고 있다. 생명체의 다양한 생리 활동을 24시간 주기인 일주기 리듬에 맞춰 조직화하는 시스템을 ‘일주기 생체시계’라고 한다.

식물도 하루 주기를 인지하는 일주기 생체시계 시스템을 지니고 있다. 기초과학연구원(IBS·원장 김두철) 식물 노화·수명 연구단은 식물의 일주기 생체시계 유전자가 주요 노화 유전자의 발현에 영향을 미쳐 잎의 노화를 조절할 수 있음을 규명했다고 5일 밝혔다.

생체시계를 넘어 식물의 노화를 조절하는 '노화시계' 규명에 성큼 다가선 것이다.

연구진은 모델 식물인 애기장대(Arabidopsis)를 이용, 식물의 일주기 시계를 조절하는 유전자가 식물 노화 핵심 유전자인 ‘오래사라1(ORESARA1· ORE1)’의 발현을 직·간접적으로 조절해 결국 잎의 노화에도 영향을 미친다는 사실을 발견하는 데 성공했다.

[그림] 일주기 시계 유전자 PRR9의 노화 조절 유전자 ORE1 조절 경로와 기존 Trifurcate feedforward loop의 네트워크 : 식물의 일주기 생체시계 인자 PRR9이 오래사라1 유전자의 발현을 조절하는 방법은 기존 애기장대 잎의 노화를 조절하는 메커니즘으로 알려진 “Trifurcate feedforward loop”을 이용한다. 기존의 회로는 2009년 Science지에 EIN2 유전자와 마이크로 RNA인 miR164를 통해 잎의 나이에 따른 오래사라1 유전자의 발현에 영향을 주어 잎의 노화를 조절한다는 것이 보고됐다. 본 연구팀은 2009년 발표한 EIN2와 유사한 경로로, 생체시계 인자 PRR9이 오래사라1 유전자의 발현에 영향을 준다는 것을 확인했다. 이러한 기존 노화 회로와 일주기 생체시계 회로의 협력을 통해 노화 핵심 유전자 오래사라1의 발현이 보다 미세하게 조절, 외부 환경 변화에 민감하게 반응한다는 것을 알 수 있다. 2018.08.05 [자료=IBS]

연구진은 2009년 사이언스 발표 논문에서 시간이 흐름에 따라 애기장대의 ‘오래사라1’ 유전자와 관련한 노화 회로를 밝힌 바 있다. 하지만 이번 연구는 단순히 시간의 흐름에 따른 노화가 아니라 일주기 리듬에 따른 보다 세밀한 노화의 메커니즘을 규명한 데 의의가 있다.

연구진은 식물의 일주기 생체시계를 담당하는 여러 유전자 가운데 아침에 활성화하는 ‘PRR9(PSEUDO-RESPONSE REGULATORS 9)’라는 유전자가 '오래사라1' 유전자의 발현에 중요한 역할을 수행한다는 사실을 알아냈다.

‘PRR9’은 ‘오래사라1’ 유전자를 직접 활성화시키거나 ‘오래사라1’ 유전자의 발현을 막는 마이크로 RNA(miRNA)를 억제하는 간접적인 방식으로 잎의 노화를 촉진하는 것으로 확인됐다.

이번 연구는 잎의 노화에 관여하는 핵심 유전자 ‘오래사라1’의 발현이 선형적으로 조절되는 생체 회로 외에도 일주기 시계에 따라 진동 형태로 조절되는 생체시계 회로도 있음을 새롭게 밝혔다. 이런 생체시계 회로를 통해 식물 잎은 노화를 보다 미세하게 조절할 수 있는 것이다.

식물 노화·수명 연구단의 남홍길 연구단장은 “이번 연구는 24 시간 주기로 진동하는 일주기 리듬을 지닌 생체시계가 노화를 조절하는 생애 시계에 관여하고 있음을 시사한다”고 말했다.

연구결과는 국제학술지 미국 국립과학원회보(PNAS) 온라인 판에 미국 동부시간 기준 7월 30일 게재됐다.

◆ 연구자가 직접 전하는 '연구 이야기'

기초과학연구원(IBS) 식물노화수명연구단 소속 연구진. 김현민 연구위원(왼쪽·제1저자), 남홍길 단장(가운데·공동교신저자), 홍성현 연구위원(오른쪽·공동교신저자) 2018.08.05 [사진=IBS]

- 연구배경을 설명하면.

▲식물 잎의 노화는 시간을 인식해서 진행되는 생애 주기 과정이다. 하지만 노화를 조절하는 최상위 인자인 ‘시간’을 어떻게 인식하는지 또한 그 시간이 어떻게 노화를 조절하는지에 대해서는 거의 알려진 바가 없다. 따라서 생체시계 시스템이 잘 발달한 식물을 이용해 생체시계와 노화 사이의 관계를 규명하는 연구가 필요했다.

- 어려웠던 점은.

▲생체시계 연구는 하루 24시간 동안의 전사체 또는 단백질의 변화를 관찰하는 것이 필요하다. 몇 달에 걸친 변화를 관찰해야 하는 노화 연구와 결합해 실험을 구성하고 결과를 분석하는 부분이 어려웠다. 또한, 노화 유전자가 생체시계에 의해 사이클의 주기나 발현 시간이 달라지는 현상뿐만 아니라 발현의 양적인 변화도 함께 확인하는 작업이 어려웠지만 이를 통해 생체시계가 어떻게 노화를 조절하고 있는지 보다 구체적으로 분석할 수 있었다.

- 성과의 차별점을 설명하면.

▲ 식물 생애주기에서 노화작용이 생체시계에 의해 조절되고 있음을 확인한 부분이 가장 큰 성과다. 생체시계가 노화를 조절하는 방법이, 두 가지 다른 방식으로 하나의 유전자의 발현을 조절하는 형태로 나타나는 'trifurcate feedforward loop'을 통해 이뤄지고 있다는 점도 중요한 발견이라고 할 수 있다.

- 향후 연구계획을 밝히면.

▲ 이번 연구에서 확인한 일주기 시계에 의한 노화 조절 메커니즘을 확장하여 생체시계와 노화 사이에 상호 영향을 주는 네트워크를 구축하고자 한다. 궁극적으로 식물의 노화를 조절하는 노화시계를 규명하는 것이 목표이다.

kimys@newspim.com

사진

'갑질 의혹' 강선우 살린 까닭 [서울=뉴스핌] 이재창 정치전문기자 = 이재명 대통령이 20일 이진숙 교육부 장관 후보자에 대한 지명을 철회하고 강선우 여성가족부 장관 후보자는 살리기로 했다. 장관 후보자들에 대한 도덕성 논란이 심각한 상황에서 낙마자 없이 넘어갈 수는 없다는 판단에 따라 상징적인 낙마자로 이 후보자를 선택한 것이다. 야당이 강력히 요구한 두 명 중 한 명을 낙마시킴으로써 야당의 체면을 세워주는 모양새를 취하는 동시에 독주한다는 부정적 이미지를 피하려 한 것이다. 이 대통령 입장에서는 이 후보자 낙마가 측근인 강 후보자에 비해 부담이 상대적으로 덜했다. 강 후보자가 낙마할 경우 현역 의원 낙마 1호라는 불명예를 안게 돼 의원직을 수행하기도 여의치 않은 상황이었다. 이 후보자 낙마로 강 후보자를 구제한 것이다. [서울=뉴스핌] 이길동 기자 =강선우 여성가족부 장관 후보자가 26일 서울 종로구 수송동에 마련된 마련된 인사청문회 준비 사무실로 출근하며 취재진의 질문에 답하고 있다.2025.06.26 gdlee@newspim.com 이 대통령과 여권 핵심은 지난주 이미 한 명 낙마 쪽으로 가닥을 잡았다. 우상호 정무수석이 "일부 후보자의 경우 청문회 이후에도 논란이 계속돼 여론이 악화하고 있다"고 말했다. 낙마를 사실상 기정사실화한 것이다. 특히 주말 여야 원내대표를 만나 의견을 구한 것은 최소한 한 명의 낙마를 전제로 한 것이었다. 야당 대표까지 만나고 모든 후보자를 밀어붙일 경우 독주한다는 비판을 피하기 어렵기 때문이다. 더불어민주당이 주장한 낙마자 제로는 이 대통령의 결단을 부각하기 위한 전술이었다. '낙마자는 없다'는 여당의 강경론에도 이 대통령이 지명 철회를 요구하는 야당과 민심을 수용하는 모양을 취할 수 있도록 한 것이다. 자진 사퇴가 아니라 지명 철회라는 강수는 야당의 요구를 수용하는 모양을 취한 것이다. [서울=뉴스핌] 정일구 기자 = 이진숙 부총리 겸 교육부 장관 후보자가 16일 오전 서울 여의도 국회 교육위원회에서 열린 인사청문회에서 모두발언을 하고 있다. 2025.07.16 mironj19@newspim.com 관심은 낙마자가 한 명이냐, 아니면 두 명이냐였다. 두 후보자 모두 낙마 1순위였다. 한 명을 살리기 어려울 정도로 막상막하였다. 논문 표절과 자녀 불법 조기 유학 의혹이 불거진 데다 전문성도 결여돼 있다는 지적을 받은 이 후보자의 낙마는 사실상 결정된 상태였다. 여기에 강 후보자까지 포함시킬지 여부가 초미의 관심사였다. 파상 공세를 취하는 야당이 문제가 아니었다. 두 후보자에 대해 진보색이 강한 시민 단체마저 낙마를 요구했다. 여론을 중시하는 이 대통령 입장에서는 곤혹스러운 상황이 아닐 수 없었다. 자칫 지지 세력이 등을 돌릴 수 있어서다. 이런 상황에서 이 후보자 낙마와 강 후보자 구제는 여당 기류에서 그대로 나타났다. 대통령실 주변에서 "이 후보자는 외부에서 추천했다"는 얘기가 흘러나온 것은 낙마자가 나올 경우 1순위는 이 후보자가 될 수 있음을 강하게 시사한 것이다. 낙마하더라도 부담이 덜할 수 있다는 의미로 받아들여진 것이다. 당 분위기는 더 노골적이었다. 강 후보자에 대해서는 입단속이 이뤄진 것으로 알려졌으나 이 후보자에 대해서는 특별한 지침이 없었다고 한다. 이를 반영하듯 강 후보자에 대해서는 지난주 중반까지 여론이 싸늘했지만 그 이후 당 주변에서는 더 이상 얘기가 나오지 않았다. 이 후보자에 대해서는 달랐다. 김상욱 의원에 이어 강득구 의원이 공개적으로 이 후보자를 비판하며 거취를 거론했다. 강 의원은 "연구 윤리 위반, 반민주적 행정 이력, 전문성 부족 등은 결코 가볍게 넘길 수 없는 중대 결격 사유"라고 말했다. 이 후보자 낙마로 분위기를 몰아가는 듯했다. 이 후보자는 논문 표절 문제가 컸지만 이재명 정부가 전면에 내세운 유능함도 보여주지 못한 게 결정적이었다. 여권이 갑질 논란이 심했던 강 후보자를 감싼 논리가 유능함이었다. 청문회 과정에서 유보 통합 등 교육 정책과 관련된 기본적인 사항조차 숙지하지 못해 전문성에 심각한 의구심이 제기됐다. 여당 의원들조차 "어떻게 그런 것도 대답을 하지 못하느냐"는 비판이 나올 정도였다. 우상호 대통령실 정무수석은 이날 오후 용산 대통령실에서 브리핑을 통해 인사청문회를 거쳤지만 임명이 안 된 11명의 장관 후보자 중 지명 철회는 이 후보자 한 명이라는 점을 분명히 해 강 후보자는 임명 절차를 밟을 것임을 시사했다. 강 후보자의 인사청문경과보고서가 채택되지 않은 상태에서 임명을 강행하려면 절차상 국회에 보고서 재송부를 요청해야 하는 만큼 이 대통령은 이른 시일 내에 관련 조치에 나설 것으로 보인다. 이 대통령이 강 후보자를 임명한다고 해도 부담은 남는다. 강 후보자의 사퇴를 요구한 상당수 민주당 보좌진들과 정서적으로 등을 지게 될 수밖에 없다. 강 후보자 사퇴를 요구한 시민단체의 입장도 부담이다. 야당은 여론을 돌리기 위한 파상 공세에 나서고 있다. 강 후보자도 갑질 장관이라는 낙인이 찍힌 상태에서 업무를 제대로 수행할 수 있을지도 의문이다. 향후 여론 추이에 관심이 쏠리는 이유다. leejc@newspim.com 2025-07-21 06:45

사진

안세영,왕즈이 꺾고 日오픈 우승 [서울=뉴스핌] 장환수 스포츠전문기자= '배드민턴 여제' 안세영(삼성생명)이 시즌 6승을 달성했다. 세계랭킹 1위 안세영은 20일 일본 도쿄에서 열린 세계배드민턴연맹(BWF) 월드투어 슈퍼 750 일본오픈 여자 단식 결승에서 왕즈이(2위·중국)를 42분 만에 2-0(21-12 21-10)으로 완파했다. [서울=뉴스핌] 장환수 스포츠전문기자= 안세영(왼쪽)이 20일 일본오픈 여자 단식 결승에서 우승한 뒤 중국의 왕즈이와 시상대에 올랐다. [사진=BWF 동영상 캡처] 2025.07.20 zangpabo@newspim.com 안세영은 이번 대회 5경기에서 한 게임도 내주지 않는 무결점 플레이를 펼쳤다. 이로써 안세영은 말레이시아오픈, 인도오픈, 오를레앙 마스터스, 전영오픈, 인도네시아오픈에 이어 일본오픈까지 올해에만 6번째 우승컵을 안았다. 지난해 파리 올림픽 금메달을 딴 뒤 부상으로 불참한 일본오픈에선 2023년 이후 2년만에 정상을 탈환했다. 안세영은 왕즈이와 상대 전적에서도 13승 4패로 격차를 벌렸다. 특히 올해는 말레이시아오픈, 전영오픈, 인도네시아오픈에 이어 일본오픈에서 왕즈이를 잇달아 꺾었다. [서울=뉴스핌] 장환수 스포츠전문기자= 안세영이 20일 왕즈이와 일본오픈 여자 단식 결승에서 마지막 게임 포인트를 올리고 있다. [사진=BWF 동영상 캡처] 2025.07.20 zangpabo@newspim.com 1게임 10-10으로 맞선 게 유일한 접전이었다. 안세영은 이후 8득점을 내리 따내며 승기를 잡았다. 2게임에서도 두 번 연속 5득점 하며 손쉽게 왕즈이를 꺾었다. 안세영은 22일부터 27일까지 열리는 중국오픈에서 시즌 7관왕에 도전한다. 남자복식 서승재-김원호 조(3위·이상 삼성생명)도 세계랭킹 1위인 말레이시아의 옹유신-테오예이 조를 2-0(21-16 21-17)으로 따돌리고 우승을 차지했다. 서승재와 김원호는 올해 말레이시아오픈, 독일오픈, 전영오픈, 인도네시아오픈에 이어 5번째 우승을 합작했다. zangpabo@newspim.com 2025-07-20 17:37