KOSEN 한인과학기술자네트워크

우리 연구실은 주변 대기 온도 변화에 따른 생명체의 반응 (특히 개화시기 조절에 대한 기작)에 대한 연구를 하고 있다. 이 기작을 밝혀내기 위해 MADS box 단백질 복합체, small RNA, 개화호르몬의 작용기작을 중점으로 연구를 수행하고 있다.

우리 연구실은 이 연구 분야를 개척하는데 있어서 매우 중요한 기여를 한 것으로 학계에서 인정받고 있다. 우리 연구실의 발견 중 가장 잘 알려진 것은 소수의 유전자가 대기 온도 반응성을 조절하여 온도 반응을 매개한다는 것이다. 이 발견은 대기 온도 변화에 대한 식물의 행동에 대한 분자 유전학적 메커니즘을 밝혀낸 최초의 보고 중 하나이다.

최근들어 전 지구의 온도 변화에 대한 우려의 목소리가 커지고 있다. 이 온도 변화는 지구 생태계를 떠받치고 있는 식물의 생장에도 큰 영향을 미치기 때문에 매우 중요하다. 저온에 의해 조절되는 식물 발달에 대한 연구 결과들은 보고된 바 있었으나, 대기 온도 변화에 대한 반응의 분자 메커니즘에 대해서는 현재 알려진 바가 적었다. 우리의 연구 결과는 식물이 대기 온도 변화에 반응하는 유전 기작에 대한 새로운 해석을 학계에 제시했다.

우리 연구실에서 학계에 보고한 연구 결과를 요약하면 다음과 같다.

The Ahn lab has made fundamental contributions to the understanding of the control of flowering time by ambient temperature changes. Best known of our discoveries is that a small group of genes that act within a distinct pathway, the ambient temperature pathway, mediate ambient temperature response. This finding was one of the first clues to the molecular genetic mechanism of plants’ behavior to the ambient temperature changes.

There is increasing concern about the potential impact of global temperature changes, which significantly affect ambient temperature, on plant development. Although a great deal of progress has been made in our understanding of the regulation of plant development by low temperature, less is currently known about the molecular mechanisms underlying the responses of plants to changes in ambient temperature. Our findings have provided a new explanation for the genetic mechanisms by which plants respond to ambient temperature changes.

We proposed the ambient temperature pathway genes control flowering time (Nature Genetics). We have shown that SHORT VEGETATIVE PHASE (SVP) acts within the thermosensory pathway and plays a role in ambient temperature response via direct binding to the cis-acting element of FLOWERING LOCUS T (FT), an important floral integrator gene (Genes and Development). In addition, we have shown that small RNAs play an important regulatory role in ambient temperature signaling and that SVP provides a link between the thermosensory pathway and ambient temperature-responsive miRNAs (Nucleic Acids Research). We have recently showed that SHORT VEGETATIVE PHASE (SVP) and FLOWERING LOCUS M-beta (FLM-beta), two MADS-box proteins, form a complex that mediate temperature response in plants (Science). We also showed that control of the abundance of SVP-FLM-beta repressor complex at the transcriptional level (FLM) and at the post-translational level (SVP) is important for plants’ response under continuingly changing ambient temperature conditions.

Selected publications

1. Regulation of temperature-responsive flowering by MADS-box transcription factor repressors Science
2. A thermosensory pathway controlling flowering time in Arabidopsis. Nature Genetics
3. Role of SVP in the control of flowering time by ambient temperature in Arabidopsis. Genes and Development
4. Genetic framework for flowering-time regulation by ambient temperature-responsive miRNAs in Arabidopsis. Nucleic Acids Research.
5. The microRNA156-SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-LIKE3 module regulates ambient temperature-responsive flowering via FLOWERING LOCUS T in Arabidopsis Plant Physiology