T-DNA 삽입에 의한 Formaldehyde-Responsive Protein1 기능파괴 돌연변이체의 특성연구

Abstract

Formaldehyde responsive protein1(FRP1)은 175개의 아미노산으로 이루어진 universal stress protein(USP) family이며 대표적인 대기오염물질인 포름알데히드에 반응하는 단백질로 보고된 바 있다. 하지만 FRP1의 기능에 관해서는 전혀 밝혀진 바가 없다. 본 연구에서는 FRP1의 대기오염관련 기능연구를 위하여 FRP1 유전자에 T-DNA가 삽입된 돌연변이체를 분리하여 휘발성 유기화합물에 대한 반응성 및 세포활성변화 등을 분석하였다. 총 4개의 TDNA 삽입 돌연변이 개체를 분석한 결과 3'UTR에 pROK2 vector가 삽입된 frp1-4 라인을 분리하였으며, frp1-4에서의 FRP1 유전자의 발현을 전사수준에서 분석한 결과 분리한 frp1-4은 FRP1 기능파괴 돌연변이체임을 알 수 있었다. FRP1의 전사가 억제됨에 따라 frp1-4(29.1±2.55 cm)은 대조구(33.75±1.55 cm)에 비해 키가 약간 작고 rosette leaves의 크기가 줄어드는 등 전체적으로 생장과 발달이 저해되는 것을 관찰할 수 있었다. 대조구와 frp1-4의 휘발성 유기화합물에 대한 반응성 및 세포활성 변화를 분석한 결과, 대조구는 포름알데히드 처리에 의한 엽록소 함량 저하가 7.5%임에 반해 frp1-4은 35%에 이르러 포름알데히드에 의한 엽록소의 파괴현상이 FRP1의 기능파괴체에서 더 심각하게 발생하는 것을 확인하였다. 또한 대조구에 비해 frp1-4에서 포름알데히드 처리에 의한 세포활성의 감소가 대조구에 비해 더 현저하게 나타나는 것을 세포수준에서 관찰할 수 있었다. 그러므로 FRP1은 식물의 발달과 생장에 영향을끼칠 뿐만 아니라 대기오염물질에 대한 스트레스 저항성에도 관여하는 단백질임을 알 수 있었다.