전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 제약·바이오

속보

더보기

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

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

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

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
한국 세계 시장 1위 품목 81개 [서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 고대역폭메모리(HBM)와 변압기, 마스크팩 등이 세계 시장에서 약진하며 우리나라 수출 경쟁력이 유지된 것으로 나타났다. 세계 수출시장 점유율 1위 품목은 81개로 집계되며 5년 연속 세계 10위 자리를 지켰다. 한국무역협회 국제무역통상연구원이 17일 발표한 보고서에 따르면 지난 2024년 기준 세계 수출시장 점유율 1위 품목이 가장 많은 국가는 중국으로 2087개를 기록했다. 독일 520개, 미국 505개가 뒤를 이었다. 이탈리아는 199개, 인도는 172개로 집계됐다. 우리나라 1위 품목은 81개다. 이 가운데 20개가 2024년에 새로 1위에 올랐다. 메모리반도체는 HBM 등 고부가 제품 판매 확대 영향으로 중국을 제치고 5년 만에 세계 1위 자리를 되찾았다. 북미 전력 인프라 수요 확대 영향으로 변압기가 새로 1위에 올랐다. K뷰티 확산 영향으로 마스크팩도 세계 1위를 차지했다. [사진=무역협회] 기존 1위 품목의 유지도 두드러졌다. 37개 품목이 2020년부터 2024년까지 5년 연속 세계 1위를 기록했다. 비휘발성저장장치(SSD)는 2020년 대만을 제친 이후 5년 연속 1위를 유지했다. 차량시동용 납축전지와 차부품용 고무 등 전통 산업 품목도 1위를 지켰다. 반면 2023년 1위였던 품목 가운데 17개는 2024년 순위가 하락했다. 액체운송선박은 중국의 저가 유조선 중심 대량 수주 전략 영향으로 1위를 내줬다. 다만 액화천연가스(LNG)선 수주 증가 흐름을 고려하면 2025년 재탈환 가능성이 거론된다. 일본과의 경쟁 격차 축소 흐름도 나타났다. 일본 1위 품목 수는 2020년 159개에서 2024년 118개로 41개 감소했다. 같은 기간 우리나라는 81개를 유지했다. 세계 순위 격차도 줄었다. 일본은 2020년 5위에서 2024년 8위로 하락했다. 한국은 10위 자리를 유지했다. 세계 점유율 2~10위 품목 가운데 순위 상승 품목도 늘었다. 수출액 1억 달러 이상 품목 가운데 2020년, 2022년, 2024년 순위가 단계적으로 오른 품목은 19개로 집계됐다. 주요 수출국과 비교해 1위 품목 대비 상승 품목 비율도 높은 수준을 기록했다. 홍지상 한국무역협회 실장은 "분석기간 중 독일(-168개), 일본(-41개) 등 주요 제조국의 수출 1위 품목 수가 크게 감소하는 상황에서도 우리나라는 81개를 유지하며 상대적으로 선전했다"고 말했다. 이어 "1위 품목의 저변을 넓히기 위해 제품 경쟁력 제고와 차별화 노력을 지속해야 한다"고 강조했다. syu@newspim.com 2026-03-17 11:00
사진
'케데헌' 오스카 장편애니·주제가상 [서울=뉴스핌] 양진영 기자 = 넷플릭스 애니메이션 '케이팝 데몬 헌터스'의 OST '골든'(Golden)이 제98회 아카데미 시상식에서 주제가상을 수상했다. '케데헌'은 장편 애니메이션상과 함께 오스카 2관왕에 성공했다. '케데헌'은15일(현지 시간) 미국 LA 할리우드 돌비 극장에서 열린 제98회 아카데미 시상식에서 최우수 장편 애니메이션상에 이어 '골든'의 최우수 주제가상을 추가해 2관왕에 올랐다. [서울=뉴스핌] 양진영 기자 = '케이팝 데몬 헌터스'의 레이 에이미, 이재, 오드리 누나가 15일(현지시간) 미국 LA에서 열린 제 98회 미국 아카데미 시상식에서 최우수 주제가상을 수상한 뒤 벅찬 반응을 보였다. [사진=로이터 뉴스핌] 2026.03.16 jyyang@newspim.com 이날 시상식에서 '골든'은 '다이앤 네버 다이'의 '디어 미'(Dear Me), '씨너싀 죄인들'의 '아이 라이드 투 유'(I Lied To You), '비바 베르디!'의 '스위트 드림스 오브 조이'(Sweet Dreams Of Joy), '기차의 꿈'의 '트레인 드림스'(Train Dreams) 등과 경합했다. '골든'의 작곡과 가창을 담당한 이재는 무대에 올라 "훌륭한 상을 주신 아카데미에 정말 감사하다. 자라면서 사람들은 K팝을 좋아한다고 놀렸는데 한국어 가사로 노래를 부르고 있다"라며 "이 상은 성공이 아니라 회복력에 관한 것임을 깨달았다"고 감격스러워했다. 이와 함께 매기 강 감독, 작품 관계자들과 가족에게도 감사 인사를 전했다. [서울=뉴스핌] 양진영 기자 = '케이팝 데몬 헌터스'의 '골든'의 작곡자이자 가창자인 이재가 15일(현지시간) 미국 LA에서 열린 제 98회 미국 아카데미 시상식에서 최우수 주제가상을 수상한 뒤 울먹이며 소감을 말하고 있다. [사진=로이터 뉴스핌] 2026.03.16 jyyang@newspim.com '골든'은 '케데헌' 속 걸그룹인 헌트릭스 곡으로 이재, 오드리 누나, 레이 아미가 가창을 맡았다. 이들은 이날 시상식에서 축하 무대에 오르며 분위기를 한껏 달궜다. '골든'은 미국 빌보드 메인 싱글 차트 '핫 100'에서 8주간 1위를 차지하며 글로벌 인기를 끌었다. 지난 1월 제83회 골든 글로브에서도 주제가상을 수상했으며, 지난 2월 제68회 그래미 어워즈에서는 '베스트 송 리튼 포 비주얼 미디어'(Best Song Written For Visual Media)를 수상하며 K팝 최초로 그래미 트로피를 받기도 했다. 주제가상에 앞서 장편 애니메이션상을 수상한 후 매기 강 감독도 한국에 대한 짙은 애정을 담아 소감을 남겼다. 매기 강 감독은 "'저와 닮은 분들'이 주인공인 이런 영화가 나오기까지 너무 오랜 시간이 걸려 미안하다. 다음 세대는 기다리지 않아도 될 것"이라며 "이 상을 한국과 전 세계 한국인에게 바친다"고 말했다. [서울=뉴스핌] 양진영 기자 = '케이팝 데몬 헌터스'의 매기 강 감독과 관계자들이 15일(현지시간) 미국 LA에서 열린 제 98회 미국 아카데미 시상식에서 최우수 장편 애니메이션상을 수상한 뒤 포즈를 취하고 있다. [사진=로이터 뉴스핌] 2026.03.16 jyyang@newspim.com 한편 '케데헌'은 넷플릭스 사상 최초 3억 누적 시청수를 돌파, '오징어게임'의 기록을 넘어서며 영화·시리즈 통틀어 역대 1위에 등극, 글로벌 신드롬을 일으켰다. 이날 시상식에서는 이변 없이 장편 애니메이션상도 수상했다. jyyang@newspim.com 2026-03-16 11:48
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동