식물은 질소, 인 및 칼륨을 포함하여 다양한 영양소가 자라야합니다. 이 영양소는 종종 토양에서 공급이 제한되어있어 식물 성장을 제한 할 수 있습니다. 그러나 UC Davis 팀은 Tor (Rapamycin의 대상)라는 단백질이 영양소 이용 가능성에 반응하여 식물 성장을 조절하는 데 중요한 역할을한다는 것을 발견했습니다.
Tor는 다른 단백질에 인산염 그룹을 첨가하는 효소 인 키나제입니다. UC Davis 팀은 토가 S6K1이라는 단백질을 인산화하여 세포 성장과 분열을 증가시키는 일련의 사건을 일으킨다는 것을 발견했습니다. 영양소가 부족하면 Tor 활동이 감소하여 S6K1 인산화가 감소하고 성장이 느려집니다.
UC Davis의 식물 생물학 교수 인 Jian-Kang Zhu 박사는“우리의 연구 결과는 식물이 영양소 가용성을 어떻게 성장과 통합하는지에 대한 분자 설명을 제공한다. "이 지식은 Tor 신호를 조작하여 작물 수익률을 향상시키기위한 새로운 전략을 개발하는 데 사용될 수 있습니다."
연구원들은 식물에서 Tor의 과발현이 성장 및 바이오 매스 생산을 증가 시킨다는 것을 발견했습니다. 반대로, TOR 활동이 감소한 식물은 더 느리게 성장하여 바이오 매스를 덜 생성했습니다. 이러한 발견은 TOR이 식물 성장의 주요 조절 자이며 작물 수율을 향상시키기위한 유전자 공학의 잠재적 목표가 될 수 있음을 시사합니다.
이 연구는 또한 식물이 가뭄 및 높은 염분과 같은 환경 스트레스에 어떻게 반응하는지 이해하는 데 영향을 미칩니다. 이러한 스트레스는 영양소 가용성을 줄이고 식물 성장을 감소시킬 수 있습니다. 그러나 연구원들은 Tor 신호 전달이 식물이 이러한 스트레스를 견딜 수 있고 성장을 유지하는 데 도움이 될 수 있음을 발견했습니다.
Zhu는“우리의 연구 결과는 식물이 영양소 가용성과 환경 스트레스에 대한 반응으로 성장을 어떻게 조절하는지 이해하기위한 새로운 프레임 워크를 제공한다. "이 지식은 작물 수익률을 향상시키고 농업을보다 지속 가능하게 만드는 새로운 전략으로 이어질 수 있습니다."
이 연구는 National Science Foundation과 미국 농무부에서 뒷받침되었습니다.
