쌀 전분 복립입자 형성의 라이브 관찰

전문가 제언

○ 공초점 레이저현미경과 형광 단백질의 개발로 세포내 소기관을 쉽게 관찰할 수 있어 전분 생합성 장소인 세포내 소기관(organelle)인 녹말체(amyloplast) 연구가 쉽게 되었다. 그리하여 벼(rice) 배유세포의 녹말체를 형광단백질을 이용하여 라이브(live) 관찰(살아있는 세포의 관찰)을 시도하였다. 그 결과 녹말체의 분열양식이나 내부구조의 세부 사항을 구명하고 전분입자의 합성 구조를 이해할 수 있게 되었다.

 

○ 녹말체를 가시화하기 위해서는 유전자조작(형질전환) 기술이 필요하다. 벼의 일반적인 형질전환법으로는 종자의 배반 조직 유래의 굳은살(callus)과 agrobacterium을 함께 배양하여 binary vector라 불리는 plasmid를 사용하여 목적 유전자를 굳은살 핵 genome에 도입한다. 형질 전환시킨 callus에 항생물질 등에서 선발한 적당한 식물호르몬을 가하여 식물체를 재분화한다.

 

○ 수십 개의 전분입에서 생긴 복립형 전분 구조와 모가 난 전분입이 합성되는 구조는 밀접하게 관련되어 있다. 즉 SLS에 의하여 절단된 stroma를 가정하면 처음에 관련이 약하게 생각되던 두 구조는 실제 표리가 한 가지 구조임이 밝혀졌다. 형광단백질을 사용하여 녹말체의 live 관찰 결과는 SLS로 절단된 stroma 존재가 강하게 추정되나 SLS 구조나 형성에 관여하는 효소 등은 불분명하다.

 

○ Stroma가 SLS에 의하여 나누어지는 경우에는 stroma 충진에 의해 전분입이 합성되고 모가 난 전분입의 합성이 가능하다. 바꾸어 말하면 SLS에 의한 구분이 주형으로 나누어진 stroma에서 전분이 공간적으로 합성되면 결과적으로 전분입은 주형과 같은 형태가 된다.

 

○ 특기할 사항은 SLS의 구조변화를 수반하는 변이체가 최근 발견되었고 이 변이체가 전분 합성효소의 SSIIIa SSIVb의 기능 결손형 2중 변이체 임이 확인되었다. 앞으로 녹말체의 내부구조를 절단시켜 전분 연구 분야에 새로운 전기가 마련될 것으로 기대된다.

저자

Yasushi KAWAKOE

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

식품·의약

연도

2013

권(호)

51(7)

잡지명

化學と生物

과학기술
표준분류

식품·의약

페이지

478~482

분석자

이*갑

분석물

• 쌀 전분 복립입자 형성의 라이브 관찰.pdf [295,435 byte]

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