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차세대 균근 연구협력의 시스템생물학과 omics 도구

전문가 제언: ○ 식물과 토양 미생물의 복잡성을 설명하는 가장 효과적인 방법은 오 믹스 도구(Omics tools)로 알려져 있으며 새로운 시스템 생물학(systems biology) 접근방법과 결합 된 차세대 유전체 연기서열 해독 기술(Next generation sequencing, NGS)은 식물-미생물 상호 작용 연구의 새로운 방법이다.

○ 생명현상 전체를 합목적적으로 이해하려는 전체론적(holistic)으로 접근하는 것을 과학의 "옴화(omification)"라고 한다면 여기서 오믹스(omics)는 유전체학(genomics)에서 유전자가 실제로 어떻게 작동하는지를 알기 위해 mRNA, 단백질 등으로 연구 방식이 확장되고 있는 현상을 말하며 Systems biology 는 생물세포내 대사, 유전자 조절과정 그리고 신호전달 체계를 수학적으로 모델링하여 세포내 또는 세포간 상호관계에 대한 동적거동을 체계적으로 해석하려는 학문이라고 할 수 있다.

○ 미생물 유전체 연구가 활발한 것은 고등 생물에 비해 유전체 크기가 작아서 비교적 연구가 용이하다는 이유도 있지만, 미생물이 갖는 생태·환경·산업·학술적 가치가 워낙 크기 때문이다. 특히 균근(mycorrhiza)은 기생(寄生) 또는 공생(共生)관계인 균류와 긴밀하게 협력하며 수분 및 영양을 공급하는 고등식물의 뿌리를 말하며 수지상균근균 (Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)은 가장 일반적으로 나타나는 균근 형태이다.

○ 내생균근균의 균사와 포자에서 생성되는 당단백질(glycoprotein,)의 일종으로 1996년 미 농무성 미생물학자 Sara Wright에 의하여 발견된 글로말린(Glomalin)은 균근균류가 분비하는 당 단백질로 토양탄소 축적 및 토양입단 특히 수분안정성 (water-stable)입단의 형성을 촉진시킬 수 있다는 중요한 물질이기도 하다. 우리나라에서도 친환재배에 적합한 수지상균근균 선발과 접종효과에 관한 연구들을 많이 하고 있다.

○ 생명공학 연구의 시스템적 접근이 바이오 시스템 기능에 대해 보다 높은 양적 질적 이해를 높일 수 있으며 하나에 초점을 맞추는 연구보다는 생리, 병리적 시스템의 기능을 이해하고 모델지향적 신약 개발, 치료나 바이오테크의 효과적 접근에 도움이 되었으면 한다.

저자: Alessandra Salvioli, Paola Bonfante
자료유형: 학술정보