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[부산대학교] 식물분자유전학연구실

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식물분자유전학연구실(Plant Molecular Genetics Lab, PMGL)은 부산대학교 자연과학대학 분자생물학과(학부)와 생명시스템학과(대학원) 소속으로 문용환 교수를 연구책임자로 2003년에 설립되었고, 식물의 환경 스트레스 반응 및 발달 조절에 관한 연구를 수행해오고 있습니다. ‘식물분자유전학연구실’은 쌍떡잎식물의 모델 식물인 애기장대(Arabidopsis thaliana)를 대상으로 환경 스트레스 반응 및 발달 조절과 관련된 세계 수준의 학술적 성과를 거뒀으며(2022년 8월 현재. 총 60여편의 논문 게재, total citation: 2,840, h-index: 25), 이 분야의 연구에 특화된 다양한 기술과 장비를 보유하고 있습니다.

식물은 환경으로부터 건조, 고염, 냉해, 저산소와 같은 다양한 환경 스트레스를 받으며 이들 스트레스에 대해 다양한 방법으로 반응하며 살아갑니다. 특히 최근 이슈가 많이 되고 있는 지구 온난화는 가뭄이나 고염분에 의한 삼투 스트레스, 홍수에 의한 저산소 스트레스 등 환경 스트레스를 유발하여 식물의 생산성에 크게 영향을 끼치는 요인으로 주목을 받고 있습니다. 따라서 환경 스트레스에 대해 저항성을 부여하는 유전자를 분리하고 이를 조작해서 스트레스 저항성을 가지는 형질전환 식물을 개발하는 것은 학문적인 측면에서뿐만 아니라 경제적인 측면에서도 매우 중요합니다.

1. 식물의 삼투 스트레스 반응 연구
본 연구실에서는 애기장대를 대상으로 하여 고염, 가뭄 등에 의해 유발되는 삼투 스트레스의 신호전달에 있어서 중요한 역할을 하는 유전자를 mRNA-Seq 분석, activation tagging system과 같은 다양한 대량 유전자 분석법을 통해 분리하고, 이들 유전자의 작용 기작을 연구하고 있으며, 아울러 분리한 유전자를 조작하여 삼투 스트레스에 저항성을 가지는 형질전환 식물을 개발하고 있습니다.
지금까지 AP2/ERF 패밀리 유전자, CCCH zinc finger 단백질 유전자를 포함하는 전사인자와 다양한 RNA 조절 단백질 유전자 등을 분리하여, 삼투 스트레스 조건에서 이들 유전자의 분자생물학적, 생물학적 기능 등을 다양한 최신 실험 기법을 사용하여 밝혔고, 아울러 이들 유전자의 발현을 조절한 형질전환 식물이 여러 종류의 삼투 스트레스에 저항성을 보이는 것을 확인하였습니다. 이를 통해 이들 유전자가 추후 벼나 보리, 밀, 옥수수 등과 같은 작물의 스트레스 저항성 개발에 충분히 활용될 수 있다는 것을 보여줬습니다. 현재, 다양한 유전자를 대상으로 식물의 삼투 스트레스 반응 조절 메커니즘을 연구 중에 있습니다.



2. 식물의 저산소 스트레스 반응 연구
침수에 의해 산소가 결핍되는 저산소 스트레스 또한 식물에게 영향을 끼치는 중요한 환경 스트레스 중 하나입니다. 본 연구실은 저산소 스트레스 반응에서 주요 조절자로 작용하는 전사인자 유전자를 발굴하여, 이들 유전자의 기능을 규명하였으며, 아울러 저산소 반응에 있어서 이들 유전자의 상위 및 하위 신호전달 경로를 규명하여 식물의 저산소 스트레스 반응이 어떻게 조절되는지 밝힌 바 있습니다. 또한, 이들 유전자의 alternative splicing variants를 대상으로 환경 스트레스 반응에 있어서 차등적인 역할을 비교 분석하였고, 현재 이러한 연구를 다양한 유전자를 대상으로 확대하고 있습니다.



3. 식물의 발달 조절 연구
본 연구실에서는 식물의 환경 스트레스 반응 외에도 식물의 발달 조절 메커니즘에 대해서도 관심을 가지고 연구를 진행하고 있습니다. 식물의 발달은 각 단계에서 발달을 촉진하는 유전자와 억제하는 유전자 사이의 균형이 잘 이루어져야 하는데 이러한 식물의 발달을 촉진하는 유전자 및 억제하는 유전자를 찾아내고 그 기능을 밝히는 연구를 진행하고 있습니다. 특히 생산성과 밀접하게 연관이 되어있는 종자(열매) 발달과 관련된 유전자들을 관심있게 연구하고 있으며, 이들 유전자는 향후 작물의 생산성 증대에 충분히 활용이 가능할 것으로 기대합니다.


앞서 언급한 다양한 주제의 연구를 통해 지금까지 60여편의 SCI급 논문 게재, 특허 출원 및 등록의 성과를 얻었으며, 150여 편의 결과물을 국내외 저명 학회에서 발표하여 우수발표상 5회, (최)우수포스터상 9회를 수상하였고, 5명의 석˙박사 학위자는 부산대학교 자연과학대학 학술상, 부산대학교 대학원 우수 논문상 등을 수상하여 성취의 기쁨을 함께 나누기도 했습니다.
 

식물분자유전학연구실은 현재 2명의 박사후 연구원, 1명의 박사과정, 1명의 석박사통합과정, 1명의 석사후 연구원, 2명의 학부 연구원으로 구성되어 있습니다. 연구실 구성원 각자가 하나 이상의 주제를 가지고 연구를 수행하고 있으며, 매주 1번의 랩미팅을 통해 각자의 연구 결과 및 연구 방향을 토의하고, 저널 클럽을 통해 최신 연구 동향을 함께 공부하고 있습니다. 또한 매년 국외 또는 국내 학술대회에 1회 이상 참가하여 각자의 연구 성과를 발표하고 관련 분야의 다른 연구자들과의 만남을 가지고 있습니다. 본 연구실의 대학원생이 속해 있는 생명시스템학과는 BK21 Four 사업에 참여하고 있어, 장학금, 학술대회 참가, 각종 인센티브, 연구 활동을 위한 각종 프로그램 등 다양한 지원을 받을 수 있습니다.





식물분자유전학연구실은 현재 부산대학교 장전캠퍼스 공동실험실습관(312동) 506호에 위치하고 있으며, 2023년 초에 현재 건축 중인 새 건물(501동) 508호로 이사할 예정입니다. 새 건물에서는 지금보다 더 나은 환경에서 활발한 연구를 할 수 있을 것으로 기대합니다. 연구실에 관한 추가적인 문의사항이 있으면 아래의 연락처로 연락 부탁드립니다.

주소  : 부산시 금정구 부산대학로63번길 2, 부산대학교 공동실험실습관 506호
전화  : 051-510-2592 (사무실), 051-510-1828 (연구실)
웹페이지  : http://genomics.pusan.ac.kr

문용환(yonghmoon)

부산대학교
분자생물학과

교수

생명과학분야 전문

손지훈(htlaz) 2022-09-07

부산지역 대학 연구실들이 아주 역동적이라는 인상을 받고 있습니다 코센 소개로.지구온난화로 기후 이상에 가속도가
붙고 있는 마당에 아주 필요한 연구들을 하고 계시군요.항상 홧팅을 홧팅!