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생물공학에 의한 꽃 색상의 변형

전문가 제언: ○ 식물은 특정의 색소만을 생산하기 때문에 모든 색의 꽃을 피우는 식물은 많지 않다. 최근 BT 기술로 서로 다른 식물의 유전자를 이용하여 꽃의 생합성 경로를 바꿈으로써, 지금까지 없었던 색의 꽃을 만드는 것이 가능하게 되어 우리는 아주 짙은 청색 장미도 볼 수 있게 되었다.

○ 꽃의 색소 중에서도 가장 넓게 분포되고, 황색에서 청색까지 다채로운 꽃 색을 만들고 있는 색소가 플라보노이드계 색소이고, 그 중 안토시아닌색소이다. 다른 식물색소로는 황색에서 등색의 꽃에 분포한 카로티노이드 색소, 녹색의 클로로필 색소, 황색이나 적자색을 나타내는 베타레인 색소 등이 잘 알려져 있다.

○ 최근 분자생물학의 발전으로 식물의 유전자를 대장균 등의 이종생물 내에서 발현시키는 것이 가능하게 되어 과거에는 곤란했었던 목적효소의 대량정제가 가능하게 되었다. 또 효소의 3차원 구조해석이 반응기구의 해명으로 특히, 식물의 안토시아닌의 생합성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있어 머지않아 꽃색의 본질과 비밀이 밝혀질 것으로 보인다.

○ 꽃의 색 연구는 새로운 기기분석과 분자생물학의 발전에서 새로운 지식과 정보를 통하여, 색소의 분자레벨에서 깊은 연구가 이루어졌고, 특히 액포(液胞) 중에 존재하는 색소와 색소 이외의 여러 가지 분자나 이온 간에 생기는 일종의 복합체의 분자 간 또는 분자 내 상호작용을 밝혀내고 있다.

○ 꽃의 색에 관한 구조유전자나 전사인자의 유전자는 모두 클로닝 되어 있기 때문에 외래유전자의 도입이나 내재유전자의 발현억제로 플라보노이드 합성경로를 바꾸어 효소의 기질 특이성을 단백질공학적으로 변경하여 목적효소를 만들고, 이것을 이용하여 꽃의 색을 디자인 할 수 있어서 앞으로 다채로운 꽃들을 볼 수 있을 날을 기대해 본다.

저자: Yoshikazu Tanaka
자료유형: 학술정보