Gene Application
 
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본 부서는 제노마인이 확보하고 있는 유전자나 앞으로 확보될 유전자들을 활용하여 작물이나 화훼가 가지고 있는 단점을 극복하고 중요한 형질이 개선된 식물체를 만들고자 한다. 이를 위하여 현재 제노마인이 보유하고 있는 잎의 노화 지연, 환경 저항성과 개화 조절 유전자 유전자들을 활용하여 유채, 감자, 배추, 잔디와 금강초롱꽃의 형질 개선을 시도하고 있다

1. 보유유전자

<식물의 노화>
노화 (senescence)는 식물이 일생을 거치는 동안 겪게 되는 마지막 단계로 노화의 개시는 식물 발달 단계에 있어 급격한 전환점이라 할 수 있다. 이 기간동안 세포들은 물질대사 및 세포구조에 있어서 극적인 변화를 거치게 되는데 가장 대표적이 현상이 엽록소가 파괴되고 다른 색소가 생성되면서 나타나는 단풍을 들 수 있다. 단풍 기간 동안 발생하는 엽록소 파괴는 광합성이나 단백질 제조와 같은 동화작용 활성의 감소와 함께 발생하며 이외에도 많은 수의 가수분해 효소가 유도되면서 핵산 분해나 단백질 분해와 같은 이화작용이 활성화된다. 그러나, 식물 노화는 세포가 퇴화하는 과정인 동시에 겨울철에 성장기관의 양분을 생식기관으로 이동시키는 등, 진화 과정 동안 환경에 적응하기 위해 능동적으로 획득한 유전 형질이라고 생각되고 있다. 노화의 원인에 대해서는 유전자에 의해 예정된 프로그램에 따라 진행된다는 유전자설과, 생체 내에서 반복적으로 발생하는 정보 전달 오류 또는 단백질 합성 과정에서의 오류 축적에 따른 것이라는 오류 축적설로 크게 대별되는데, 최근에는 노화가 유전자에 의해서 결정된다는 유전자설이 설득력을 얻고 있다. 따라서 식물 노화에 있어서 노화에 관련된 유전자의 분리 및 기능의 탐색은 노화 과정의 연구 및 이의 조절을 위해 매우 중요한 수단이 되므로 애기장대 중에서 잎의 수명이 연장되어 있는 변이체를 찾아 수명 연장에 관계되는 유전자를 탐색하고자 노력한 결과 ORE (ORESARA, Korean) 계열의 유전자들을 확보하게 되었다. 노화 관련 유전자의 중요한 점은 잎의 노화를 지연시킴으로써 잎의 수명이 연장된 식물체의 경우 종자 생산량이 야생형에 비해 증가되므로 작물의 생산성 향상이라는 측면에서 기여도가 높을 것이라 예상된다.

- ORE7
- ORE8
- ORE9
<환경저항성>
식물의 환경에 대한 반응과 유전적 대응은 학문적으로나 산업적으로 매우 중요한 현상이다. 오래 전부터 식물학 분야의 최대 관심사 중 하나가 염(salt), 건조(drought), 냉해(cold) 등의 환경 스트레스에 관련된 유전적 조절기구의 해명이었고 현재 농업에서 수량성 및 효율적인 병해관리, 간척지 및 척박한 토양에서 생육 가능한 신기능성 작물의 개발, 환경 문제에 관련하여 오염 물질의 제거 및 미량의 희귀원소 회수 등에 활용될 수 있는 중금속과 희귀원소에 대한 내성을 가지거나 체내에 축적하는 식물체의 개발(phytoremediation)에 대한 산업적 가치가 재조명되는 시점에 이르고 있다.
기본적으로 일련의 유전자들의 발현 및 상호간의 조절에 의해 일어나는 식물체 또는 식물 세포의 환경에 대한 반응은 유전자들 사이의 네트워킹에 의한 복잡한 현상이므로, 그러한 유전자들을 발굴하여 그 기능을 확인하고 활용할 수 있도록 하는 것은 대단한 의미가 있다고 하겠다.

- AtSIZ
- AtSIK
<개화조절>
농작물에 있어서 개화시기는 중요한 의미를 갖는다. 상추, 시금치 및 미나리 등의 엽채류의 경우, 개화시기 후 엽류의 급속한 노화가 일어나 상품가치가 급속히 떨어진다. 곡류의 경우에는 파종 후 개화시기까지의 발달시간을 기준으로 하여 조생종, 중생종 및 만생종(late variety)의 세 가지 품종으로 나뉘어진다. 조생종 품종의 경우에는 식물이 성숙할 수 있는 기간이 짧아 수확량이 적으나, 일찍 수확 또는 출하할 수 있는 이점이 있다. 이러한 여러 이유로 농업에 있어서 개화시기는 고전적인 육종의 중요한 대상이 되어왔다. 최근에는 유전공학의 발달로 인해 개화시기 관련 유전자들을 분리하여 적절하게 유전자 조작의 단계를 거쳐 육종에 이용하는 것이 가능해짐으로써, 개화시기가 인위적으로 조정된 또는 조절 가능한 새로운 품종이 만들어질 것으로 기대되고 있다

-COG