연구논문 | 김성기 교수, 식물의 기공 개폐 조절 연구

김성기 교수 연구실 (식물생리학 연구실)

● OST1 Activation by the Brassinosteroid-Regulated Kinase CDG1-LIKE 1 in Stomatal Closure
Plant cell (published in 2018 July 31st, IF=8.228; 2017, 상위 2.70%)

▷김성기 교수 연구팀(제1 저자, 윤지현 박사)은 식물 스테로이드 호르몬인 브라시노스테로이드 (Brassinosteroids, BRs)가 앱시스산(Abscisic acid, ABA)과 공변세포에 있어서 synergistic effect를 보이며, CDG1-LIKE 1 (CDL1)이 OPEN STOMATA 1 (OST1)의 activation을 통해 BR에 의해 유도되는 기공 개폐 조절을 매개한다는 점을 밝혀 국제 학술지 ‘Plant Cell’에 논문을 게재하였다.

▷ 본 연구는 BRs에 의해 activation되는 kinase의 한 종류인 CDL1과 기공개폐를 조절하는 대표적인 인자인 OST1이 상호작용을 한다는 점을 cdl1 및 ost1 mutant의 stomatal closure assay를 통해 확인하였다.

뿐만 아니라, stomatal movement의 BR regulation에 있어서 신호전달 과정 역시 규명하였으며, 그 결과 다른 BR 신호전달 인자들은 영향이 크게 없으나 CDL1과 BR receptor인 BRI1이 필수적이라는 것을 밝혔다. 그 외에도 유전학 및 생화학적 실험들을 거친 결과 CDL1이 OST1의 serine residue를 phosphorylation을 통하여 activation 시킨다는 것을 확인할 수 있었다.이러한 결과는 식물의 생장과 발달의 많은 부분에 있어서 antagonistic action을 보이는 BRs와 ABA가 stomatal closure에 대해서는 synergistic action을 갖는다는 점을 의미한다.

(그림) cdl1 mutant에서의 stomatal closure assay 및 ABA 감수성 확인 

(그림) CDL1과 OST1의 interaction (in vitro & in vivo)