트리플 슬롯 유전 및 생리학적 분석
생명의 생존에 필요한 지구의 대기 환경은 물에서 산소를 생성하여 화학 에너지로 변환하고 이산화탄소를 유기물로 변환하는 트리플 슬롯의 광합성에 의해 유지됩니다 광합성은 세포의 엽록체에서 일어나며, 정교한 메커니즘을 통해 항상성이 유지됩니다 예를 들어, 트리플 슬롯은 과도한 빛과 날마다 변화하는 빛 환경에 적응하여 광합성 능력을 유지하는 동시에, 교란을 최소화하는 영리한 메커니즘을 통해 광합성 능력을 유지합니다 우리 그룹에서는 광합성과 엽록체 분화에 관련된 기본 기능과 기능 유지를 분자 및 세포 수준에서 규명하기 위한 연구를 진행하고 있으며, 이는 작물 생산성 향상 및 육종 향상에 도움이 될 것입니다
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광합성 능력이 보존된 스테이 그린 돌연변이(왼쪽)와 엽록체 내에서 틸라코이드 막을 생성하는 새로운 거대 단백질인 VIPP1의 3D 구조(오른쪽)
나는 트리플 슬롯이 다양한 빛 환경에 적응하고 성장할 수 있도록 엽록체의 조절 기능을 연구하고 있습니다 특히, 노화된 잎에서도 광합성 능력이 유지되는 스테이-그린 현상, 광합성의 에너지 전환반응의 지지체 역할을 하는 틸라코이드막의 유지 및 복구에 관여하는 새로운 단백질 복합체, 세포내 공생에서 유래하는 엽록체 DNA의 유지 및 분해에 관한 연구를 모형트리플 슬롯부터 작물까지 다양한 모델을 이용하여 연구하고 있습니다
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씨앗에 축적된 전분 입자의 모양이 다른 보리(상단: 야생형, 하단: 돌연변이)
전분은 광합성 산물로서 트리플 슬롯에 의해 합성된 포도당의 중합체입니다 전분은 인간에게 에너지를 제공하는 주식이며, 산업용 제품에도 널리 사용됩니다 전분은 세포 내부에서 전분 과립이라는 입자를 형성합니다 전분과립은 작물의 종류에 따라 특징적인 형태를 가지며, 그 물리적 성질도 다르다 저는 전분 과립의 형태를 결정하는 메커니즘을 밝히고 동시에 전분 특성을 지닌 새로운 전분 작물을 개발하고 있습니다
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애기장대는 변화하는 빛 환경에 반응하지 못하여 성장 억제를 나타냅니다(왼쪽: 야생 균주, 오른쪽: 돌연변이 균주)
트리플 슬롯은 변동하는 빛 환경에 반응하여 엽록체 내부의 산화환원 수준을 엄격하게 제어합니다 엽록체 내의 산화환원 반응은 광합성 중 전자 전달 반응에 직접적인 영향을 미치고 효율적인 광합성 반응에 기여합니다 우리는 엽록체 내부의 산화환원 상태를 조절하는 새로운 단백질을 발견했으며, 트리플 슬롯이 변화하는 빛 환경에 어떻게 적응하는지 조사하고 있습니다
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광수확 안테나 단백질의 3차원 구조
엽록체에 존재하는 빛 수확 안테나 단백질은 트리플 슬롯이 광합성을 위해 사용하는 빛 에너지를 효율적으로 수집하는 큰 단백질 복합체입니다 우리는 복합체를 구성하는 단백질의 동정, 번역 후 변형 분석, 전체 복합체의 3차원 구조 분석 등의 실험적 방법을 사용하여 이 단백질 복합체가 어떻게 고효율의 빛 수집을 달성하는지 연구하고 있습니다
