<그림. 파이토크롬의 힘: 숲 속, 키 큰 나무 아래 그늘에 비추는 잠깐의 빛으로도 키 작은 식물은 푸르러진다>

1. 배경지식

   파이토크롬B는 빛을 인지하여 식물의 발아, 새싹 발달, 개화 등을 조절하는 광수용체이다. 파이토크롬B가 식물의 광형태형성을 촉진하는 방법 중 하나는PIF라는 단백질의 기능을 억제하는 것이다. 파이토크롬B는 빛에서 PIF 를 분해하거나 전사인자인 PIF 를 DNA에 붙지 못하게 격리함으로 그 기능을 억제한다.

 

2. 질문

   파이토크롬B가 PIF를 억제하는 두가지 방법, 분해와 격리를 사용하는 자연조건은 무엇인지, 왜 이 두가지 방법으로 PIF를 억제해야만 하는지에 대해 알아보았다.

 

3. 발견

   우리는 파이토크롬B에 돌연변이를 도입하여, PIF를 억제하는 기능 두가지를 분리시켰다.  분해만 시키는 돌연변이체와 DNA로부터 격리만 할수 있는 돌연변이체를 만들어서 다양한 빛 환경 아래에서 파이토크롬B가 PIF를 억제할 때 어떤 기능을 선호하는지에 대해 알아보았다. 그 결과, 빛이 없는 암상황이 지속되는 상황에서는 PIF를 오랫동안 억제하기 위해 분해 기능을 선호하였고, 빛이 잠깐씩 비추는 상황에서는 PIF를 재빠르게 억제하기 위해 격리 기능을 선호하는 것을 밝혔다.

 

4. 후속

   우리는 다른 광수용체인 파이토크롬A도 PIF를 억제하기 위해 이런 억제 기작을 사용하는지, 그리고 빛이 잠깐 들어오는 조건에서 파이토크롬은 어떻게 광형태형성을 촉진하는지에 대해 연구하고 있다.

 

5. 소감

   파이토크롬B가 PIF격리보다 분해를 선호하는 자연 조건은 찾았지만 PIF 분해보다 격리를 선호하는 빛 조건은 무엇인지 찾지 못하던 중, 교수님께서 적색광과 원적색광을 잠깐씩 번갈아 주는 조건을 사용해보는게 어떻겠냐고 하셨습니다. 이 조건은 숲 속, 키 큰 나무들이 바람에 잎들이 흔들릴 때, 혹은 태양이 이동하며 잠깐씩 들어오는 빛 만으로 키 작은 식물들은 광합성을 하여 푸르러지는 것을 보고 착안한 빛 조건입니다. 이런 반짝이는 빛 조건에서는 파이토크롬이 PIF를 빨리 억제하기 위해서 DNA로부터 격리시키는 방법을 선호한다는 것을 알아낼 수 있었습니다. 부족한 곳을 어떻게 하면 채울 수 있을지 아이디어를 주시고, 실험 결과의 중요성이 부각되는 스토리텔링법을 알려주신 교수님께 감사 드립니다.

6. 기타

   생물학 실험실들은 모두 실험실 내에서 공동으로 실험 장비를 사용합니다. 논문 하나를 완성하기 위해서는, 저자들의 고민과 땀과 노력이 필요하지만, 다른 실험 구성원들의 이해와 배려가 바탕이 된다고 생각합니다. 이 기회에 식물학 실험실 멤버들에게 고마움을 표합니다.