일본 슬롯 머신를 받은 식물에서 광합성 관련 단백질의 응집을 명확히
2014년 03월 26일
슬롯사이트 대학원 자연과학연구과(이학계) 생물과학전공의 야마모토 야스시 교수 등의 연구그룹은 “식물이 광합성을 하고 있는 엽록체에 과도한 빛이 조사됨 되었을 때, 엽록체 티라코이드막 위에서 광합성 관련 단백질이 이동하고 응집하는 것, 또 막이 본래 가지고 있는 적층 구조가 느슨해지는 것”을 세계에서 처음으로 밝혔습니다.본 연구의 결과는 2014년 3월 7일 일본 일본 슬롯 머신 생리학회의 영문 잡지 'Plant and Cell Physiology'(Oxford University Press) 전자판에 게재되었습니다.지금까지 지구 온난화와 같은 기상 변화에 현저한 영향을 받은 일본 슬롯 머신이 실제로 세포와 생체막, 분자 수준에서 어떤 영향을 받았는지 알지 못했습니다. 본 연구에서는 이 메커니즘을 세계에서 처음으로 밝혔다. 이 성과는 일본 슬롯 머신의 기초연구분야뿐만 아니라 향후 에너지·식량·환경문제 등에 기여하는 것으로 생각되며 우리의 삶에 큰 영향을 미치는 연구입니다.
<업적>지구 온난화로, 더운 여름에는 지구상의 모든 생물이 강한 빛과 고온의 영향을 받기 쉬운 상황이 되고 있습니다. 가장 영향을 받는 것은 온난화의 원인을 만들어낸 우리 인간이 아니라 오히려 자연 환경 속에서 살아 있는 동물이나 일본 슬롯 머신, 특히 많은 육상 일본 슬롯 머신들이라고 말할 수 있습니다. 왜냐하면 그들은 계절이나 일상적인 기상변동 속에서 자신이 자유롭게 움직일 수 없고, 기상변화 등 환경 스트레스의 영향을 직접 받고 있기 때문입니다.단지, 이 환경 스트레스의 영향은 구체적으로 일본 슬롯 머신의 세포나 세포를 구성하는 생체막이나 분자의 수준에서는 어떻게 나타나는지 불분명했습니다. 이것을 밝힌 것이 본 연구입니다.본 연구의 가장 큰 발견은 빛과 열의 스트레스를 받을 때 칠라코이드*의 막에서 광합성과 관련된 단백질이 응집된다는 점입니다. 이 단백질의 응집은 빛의 강도에 따라 달라지며 과도하지만 견딜 수있는 빛의 경우 단백질의 응집은 가역적이며 여분의 빛 에너지를 열로 놓치는 역할을합니다. 그러나 견딜 수 없을 정도로 강한 빛을 받으면 단백질의 응집이 비가역적으로 일어나 엽록체의 기능이 저해되어 버립니다. 고온 상태에서는, 단독으로는 스트레스가 되지 않아도, 거기에 비교적 약한 빛이 닿으면, 그것들이 상승적인 스트레스로서 작용해, 일본 슬롯 머신은 그 스트레스를 견딜 수 없게 되어 버립니다.이와 같이, 단백질의 응집이 엽록체의, 나아가서는 일본 슬롯 머신 전체의 생사를 나누는 중요한 열쇠가 되어 있는 것을, 우리의 연구로 알고 왔습니다.이 단백질의 응집이 일어날 때에는, 티라코이드막 위의 단백질의 이동하는 정도에 변화가 생기거나, 티라코이드막의 특징적인 적층 구조가 느슨해지거나, 역동적인 티라코이드의 구조 변화가 일어나는 것도 세계에서 처음으로 알았습니다.
그림 1: 시금치 엽록체 티라코이드 막의 전자 현미경 사진(왼쪽: 암 조건, 오른쪽: 강광 조사 조건) 암 조건 하에서는, 티라코이드 막은 깨끗하게 적층되어 있지만, 강광을 조사하면 그 적층이 가장자리로부터 풀린다.
그림 2: 엽록체의 티라코이드막에 과잉의 빛이 닿으면, 티라코이드의 적층이 느슨하지만(도 1의 전현 사진), 그 때 티라코이드막을 위에서 보면, 막에 존재하는 단백질이 이동하여 응집하는 것을 알았다(위의 그림). 이것은 강일본 슬롯 머신에 대한 엽록체 티라코이드 막이 나타내는 반응으로, 그 실태가 본 연구에서 처음으로 밝혀졌다.