다른 식물에 기생하여 수분과 영양분을 가로채는 '기생식물'의 문제는, 주로 농가에 피할 수 없는 문제이며, 식량난에 시달리는 국가들에서는 국민의 생명과 직결되는데, 그러한 기생식물에 '자살'을 촉진시켜, 시들게 하는 방법이 연구되고 있다고.
리버사이드 캘리포니아대 연구팀에 따르면, 기생식물의 "자살"을 촉구하는 연구의 중심에 있는 것은 스트리고라크톤으로 불리는 호르몬이라고 하는데, 이 호르몬은 물 부족 등의 스트레스에 대한 식물의 반응을 조절하는 것 외에도, 식물의 뿌리와 관련된 흙 속의 균류를 끌어당긴다는 조금 특이한 특징도 가지고 있다.
그런데 대부분의 기생생물들은 스트리고라크톤을 이용하도록 진화하고 있고, 기생식물이 일단 스트리고라크톤의 존재를 감지하면 발아하여 작물의 뿌리에 엉켜 버려서 작물에 필요한 영양소를 빼앗아 버린다고 한다.
연구자들은 이 성질을 역이용해, 기생식물의 기생처가 존재하지 않는 상태에서 스트리고라크톤을 뿌림으로써, 먹이가 없는 장소에서 기생식물을 발아시켜 영양부족으로 고사시키는 방법을 연구하고 있다.
2018년에는, 일본의 나고야 대학의 연구에서, 특정의 기생 식물에만 일하는 스트리고라크톤을 합성해, 기생 식물의 발아를 자극해 작물을 지키는 데 성공.
연구팀이 이번에 실시한 연구에서는, 박테리아와 효모를 사용한 혁신적인 시스템을 개발하고, 대장균과 효모세포를 작은 화학공장처럼 기능하도록 공학적으로 설계함으로써, 스트리고라크톤을 생산하는데 필요한 생물학적 스텝을 재현하고 있다. 이 방법을 통해, 연구자들은 제어된 환경에서 스트리고라크톤을 연구하고 대량으로 합성할 수 있을 가능성이 있다고 한다.
연구팀은 "이번에 개발한 시스템으로, 지금까지 연구된 적이 없는 유전자의 특징을 밝히고, 그 유전자를 조작해 합성하는 스트리고라크톤에 어떤 영향을 주는지 볼 수 있습니다. 스트리고라크톤이 내는 신호를 미세 조정하면, 더 효과적으로 기생식물을 격퇴할 수 있을지도 모릅니다"라고 말하고 있다.
농업 분야 이외에도, 스트리고라크톤은 의료나 환경 분야에서의 응용이 기대되고 있으며, 몇몇 연구에서는, 항암제나 항바이러스제로서의 응용이 시사되고 있고, 플로리다주에서 감귤류의 수확에 큰 피해를 가져오고 있는 감귤 그리닝병의 억제에도 기대가 모아지고 있다.
연구팀은, "이 전략이 실제 밭에서 잘 될지 아직 의문을 갖고 있습니다. 스트리고라크톤이 발신하는 신호를 미세 조정하여, 보다 효과적인 것으로 할 수 있는지 테스트하고 있는 중입니다. 만약 그것이 가능하다면, 잡초와 싸우는 농가에 획기적인 수법이 될지도 모릅니다"라고 코멘트.
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