[왓처데일리] 식물의 세포가 불안정한 외부 환경 영향에도 불구하고 안정적인 반응을 보이는 생체 회로에 관한 새로운 작용기전이 규명됐다.

기초과학연구원(원장 오세정) 식물 노화·수명 연구단(단장 남홍길)과 포스텍 연구진(황태희 교수팀)이 세포내 분자 네트워크의 형성과 정보 처리를 통해 생체회로의 안전성을 유도하는 기전을 규명함으로써 생체형 정보처리 전자회로 구성의 가능성을 제시한 연구 결과가 7월4일 세계적 학술지 ‘디벨럽먼탈 셀(Developmental Cell)' 온라인에 게재됐다.

연구진에 따르면 세포는 기본적으로 다양한 생체신호 처리구조를 갖고 있으며 내·외부 환경으로부터 정보를 처리해 생존과 성장, 복제하는데 이에 관여하는 주요 인자는 자이겐티아(GI)와 라이(LHY)다.

GI는 LHY를 조절한다고 보고돼 있으며 남 단장은 지난 1999년 사이언스지에 GI가 식물 생체 시계의 활성조절을 하는데 중요한 인자임을 발표한 바 있다.

이번 연구에서는 식물 생체시계의 활성조절역할을 하는 GI가 세포핵과 세포질 2곳에각각 존재하며 서로 반대되는 조절신호를 보냄으로써 생체 회로의 안정성을 유도하는 특별한 정보처리기전을 확인한 것이다.

연구진은 계산학적인 생체 정보 처리 모델링을 통해 세포내 신호 조절 회로를 규명함으로서 GI 단백질과 중심 조절자인 LHY가 만들 수 있는 모든 종류의 분자 네트워크 모델을 만들고 이를 실험적으로 증명했으며 이를 통해 핵에 있는 GI가 LHY를 활성화 시키고 세포질에 있는 GI는 LHY의 활성을 억제하는 것을 확인했다.

또 핵과 세포질 GI가 구성하는 조절 회로는 외부 환경으로부터 오는 신호에 불안정성이 있더라도 식물 세포에 이 노이즈에 큰 영향을 받지 않고 안정적으로 반응하게 하는 강건성이 있다는 것도 확인했다.

남 단장은 “세포내 분자 네트워크의 형성과 정보 처리 및 이에 의한 생명 현상 조절을 이해하는 새로운 패러다임을 제공해 기존에 이해하기 힘들었던 여러 생명과학을 새롭게 해석하게 하는 전환점이 된다는 점에서 의미가 있다”고 밝혔다.