[연구] 토토 사이트 먹튀 복합체, 낮 길이에 따라 개화 유전자인 FT 활성 조절 규명

[본문1]
o 식물은 광주기를 감지하여 계절변화를 인지하고 적합한 계절에 개화함으로써 종족 번식을 최대화함
o 모델식물인 애기장대에서 CO (CONSTANS) 단백질에 의한 개화신호인 FT (Flowering Locus T) 유전자의 발현 유도가 장일조건에서 개화 촉진하는 핵심적인 메커니즘임
o 많은 식물체들에서 CO-FT 조절 모듈은 공통적으로 발견되고 있음
o 본 논문에서는 토토 사이트 먹튀 (basic leucine zipper 3) 및 AS1 (ASYMMETRIC LEAVES1) 전사인자들이 CO와 단백질 복합체를 형성하고 광주기 특이적인 FT 발현 유도에 있어 중요함을 구명함

[본문2]
o 토토 사이트 먹튀가 CO의 결합 단백질임을 yeast two-hybrid screening을 통해 분리하여 애기장대내에서 복합체를 형성하고 있음을 co-immunoprecipitation을 통해 확인함
o 토토 사이트 먹튀 유전자는 생체시계에 의한 하루주기의 발현리듬을 가지는데, CO와 유사하게 잎의 체관에서 특이적으로 발현되고 늦은 오후에 발현량이 최대를 나타냄
o 토토 사이트 먹튀 유전자의 돌연변이체는 낮의 길이가 짧아질수록 개화가 지연되는 양상을 보이는 반면 과발현체는 광주기에 관계없이 개화가 촉진되는 양상을 확인함
o 토토 사이트 먹튀 단백질이 FT 유전자의 프로모터 부위에 있는 A-box cis-element에 직접적 결합하여 FT 발현을 촉진시킴을 발견함
o 토토 사이트 먹튀 단백질이 과발현되어도 CO 단백질이 존재하지 않는 돌연변이체에서는 FT 발현 수준을 크게 증가시키지 못하는 것을 확인함으로서 토토 사이트 먹튀와 CO의 상호작용이 중요함을 확인함
o 토토 사이트 먹튀는 개화촉진자로 알려진 AS1과 복합체를 형성하고, 토토 사이트 먹튀와 AS1이 동시에 결여된 이중 돌연변이체는 FT mRNA 수준이 현저히 낮아져 개화가 많이 늦어짐을 확인함
o 토토 사이트 먹튀 복합체가 CO와 결합하고 이들의 상호작용이 광주기 변화에 따라 CO에 의한 FT 발현 촉진에 중요함을 발견함





□ 연구결과

o 전자사인자들인 토토 사이트 먹튀와 AS1은 CO화 함께 단백질 복합체를 형성하여 CO가 FT 유전자의 프로모터 부위로 도입될 수 있게 함으로써 광주기 특이적으로 FT의 발현을 조절할 수 있음을 제안함
o 이는 광주기 변화에 따른 FT 발현 조절을 이해하는데 새로운 관점을 제시하며 작물의 개화시기 조절을 통한 식량 생산 증대 연구에 중요한 정보를 제공함

□ 제1저자
o 성명: 이원복
o 소속: 서울대학교 농생명공학부 분자세포신호전달연구실
o 연락처: 02-880-4659