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전분전환: 생장에서의 경로, 조절 및 역할

전문가 제언: ○ 많은 식물은 주간에 광합성산물을 전분으로 저장하여 대사와 생장 유지를 위하여 야간에 재-유동화 한다. 전분을 합성하거나 분해할 수 없는 돌연변이체는 장일 조건을 제외하고는 강하게 손상된 생장을 보인다. 빠르게 생장하는 식물에서 전분전환은 조절되는데, 새벽에 완전하지는 않지만 거의 소진된다. 전분전환의 조기 또는 불완전한 소진은 식물생장 감소를 초래한다는 증거가 늘어나고 있다. 본 리뷰는 전분 합성과 분해 경로의 최신 정보를 제공한다. 주간에 전분전환과 생장을 위해 탄소이용이 어떻게 조절되는지가 검토되는데, 생물학적 시계 기능이 특히 강조된다. 전분전환에 대한 많은 분자적 유전학적 연구가 모델시스템 애기장대에서 수행되어왔다. 본 리뷰는 이 잡초에서 얻어진 정보가 일년생 작물과 다년생 종에 얼마나 적용될 수 있는지를 검토한다.

○ 본 리뷰와 관련된 한국인 저자 최근 논문은, “벼 탈-분지 효소 이소아밀라아제 3은 전분대사를 촉진하고 색소체 형태형성에 영향함, 윤민수 등, Plant and Cell Physiology 52(6), 2011”, “포플러의 동절기 생존 및 유지에서의 전사조절의 새로운 견해, 고재흥 등, Tree Physiology 31(2), 2011”, “동아시아 집단에서의 복제 수 변이와 그들의 진화적 기능적 관계, 임선희 등, Human Molecular Genetics 19(6), 2010”, “세포기질 과당-1,6-bisphosphatase 결핍 벼 돌연변이체에서의 전분전환은 감소된 자당을 보상할 수 없다, 이상규 등, Journal of applied biological chemistry 51(5), 2008” 등으로, 전분전환에 관한 연구는 그다지 많지 않다.

○ 현재 전분전환이 어떻게 조절되고 다른 대사와 통합되는지가 의문이다. 장차 자원감지, 탄소분배, 자원-수용 관계, 식물생장의 핵심에 놓인 신호경로에 대한 통찰이 필요하다. 이들 조절 네트워크 탐색에는 시계 생물학 등 다른 분야와 통합된 대사연구도 필요할 것이다. 또한 정량 생물학과 정밀한 예측 방법으로, 생장에 미치는 영향 이해를 위한 모델링도 필요하다.

저자: Mark Stitt and Samuel C Zeeman
자료유형: 학술정보