식물 줄기의 생장조직을 연구하고 있는 이호림 동문(분자생물학과 93학번, 1회 졸업생)의 연구결과가 최근 세계적인 과학학술지인 네이처지에 게재되었다.
해당 연구결과는 2011년 4월 17일자 네이처 온라인판에 게재되었으며, 논문제목은 “CLV3-FLS2 신호작용에 의한 줄기세포 유도 면역작용(Stem-cell-triggered immunity through CLV3p–FLS2 signalling)”이다. 이 동문은 논문에 제 1저자와 교신저자로 참여했다.
이 동문은 우리대학에서 분자생물학과 학사와 석사과정을 이수했으며, 서울대학교에서 박사학위를 받고 현재는 미국의 하버드대학교에서 연구교수(Research Fellow)로 재직중이다. 이 동문의 연구는 우리나라의 대표적인 생물학연구정보 사이트인 ‘브릭(BRIC)’에 '한국을 빛내는 사람들‘에 소개되기도 했다. 학계에서 맹활약중인 이 동문을 이메일을 통해 인터뷰했다.
Q. 연구결과를 간단히 소개한다면?
식물의 생장에 관여하는 줄기세포는 식물의 줄기와 뿌리의 정단에만 위치하고 있습니다. 식물에서 줄기세포들의 개수와 위치는 정단분열 조직안에서 일정하게 유지되는데, 바로 이러한 줄기세포유지를 유도하는 식물 펩타이드 가운데 줄기정단분열조직에 있는 것이 CLVATA3 (이하, CLV3) 입니다. 저는 실험을 통해 CLV3가 줄기정단분조직이 아닌 잎 조직에서 활성화하는 것을 관찰하였는데 이것이 병원균 (pathogen)의 운동기관인 flagellin을 인식하는 FLS2 수용체에 의한 것임을 알게 되었습니다.
FLS2는 광벙위한 병원균 저항성에 매우 중요한 기능을 수행하는 수용체인데 이것은 식물의 줄기정단분열조직을 포함한 모든 기관과 조직에서 나타납니다. 보통 병원균이 침입하게 되면 일어나는 면역반응은 이러한 병원균을 인식하는 수용체에 의해서 일어나게 됩니다.
통상적으로 외부에서 병원균의 침입에 의해 면역반응이 일어나면 식물의 생장이 억제됩니다. 그런데 흥미롭게도 이번 연구결과에서는 면역반응이 일어나면서도 생장억제가 되지 않는 현상을 관찰하게 되었습니다. 식물 조직배양분야에서는 오래전부터 줄기정단분열조직에 바이러스나 병원균들이 잘 침입 하지 못한다는 것이 알려져 왔습니다. 그래서, 조직 배양을 할 때, 줄기정단분열조직이 무균조직 (pathogen-free tissue)으로 많이 이용되고 있습니다. 하지만, 그에 대한 분자적 메커니즘은 자세히 알려져 있지 않았습니다.
이러한 사실을 종합해 볼때, 이번 연구결과는 외부 병원균의 침입 없이도 식물에 존재하는 CLV3 펩타이드를 원래 병원균을 인식하는 FLS2라는 수용체가 인식하여 면역작용일 일어난다는 사실을 보여주고 있습니다. 원래 병원체를 인식하는 FLS2 기능은 생장억제를 수반하는데, 이 CLV3를 인식한 FLS2 기능은 그 생장억제가 일어나지 않는다는 것입니다.
즉 이 연구결과는 식물이 병원균의 침입없이도 CLV3가 존재하고 있는 줄기정단분열조직에서 일정 수준의 면역력을 가지고 있다는 것을 보여주는 것입니다. 이번 연구를 통해 우선 줄기정단분열조직에서의 줄기세포 관련 발달 과정을 이해하는데 도움을 줄 수 있고, 생장억제를 피하며 병원균에 대한 식물의 면역력을 증가시키는데 도움이 될 것으로 생각됩니다.
Q. 현재 진행중인 연구를 소개한다면?
저는 식물의 줄기세포의 발달 및 면역기능에 관한 연구를 하고 있습니다. 제가 연구하는 줄기세포는 식물의 줄기정단에 존재하고 있습니다. 줄기세포집단은 그 위치와 갯수가 평생에 걸쳐 일정하게 유지가 됩니다. 줄기세포집단이 유지되지 않게 되면, 식물은 더 이상 새로운 잎이나 꽃과 같은 조직을 만들어내지 못하게 되고 결국 죽게 되는 것이죠. 따라서 식물의 줄기세포가 유지하기 위해서는 여러 가지 조절 메커니즘이 필요하다고 봅니다. 제가 연구하는 내용은 바로 이러한 줄기세포집단이 어떠한 메커니즘으로 유지되는가에 대한 것입니다. 식물의 수명과도 연관있는 줄기세포유지에 관한 연구는 향후 응용적 측면에서도 중요하리라 생각합니다
Q. 단국대학교에서 수학당시의 추억이나 에피소드가 있다면?
제가 단국대를 떠난 이후 느꼈던 점은, 당시 피재호, 권혁만, 정선주, 이성욱 선생님들의 가르치심을 통해 형성된 학문적 토대가 이후 서울대학교에서 박사를 할때나, 이곳 하버드에서 박사후 과정을 할때나, 제가 연구하는데 있어서 어려움이 없었고, 다른 누구에게도 뒤지지 않게 당당할 수 있었던 밑거름이 되었다고 생각합니다.
분자생물학과에 처음 부임하셔서 굉장한 열정으로 저희들을 가르쳐주셨습니다. 또한, 제가 분자생물학과에 입학할 당시에는 전공교수님들이 계시지 않아서, 과학교육학과의 민병미 교수님과 식품영양학과의 김성곤 교수님께서 대학에 갓 입학한 저희들을 따뜻하게 이끌어주셨습니다. 이런 자리를 빌어서, 여러 선생님들께 다시 한번 감사드립니다.
Q. 관련 분야를 전공하고자 하는 후배들에게 조언해줄 말이 있다면?
시간이 갈수록 분자생물학적 연구 결과를 이해하기 위해서는, 다양한 분야와의 연계를 요구하고 있습니다. 분자생물학을 공부하고 이후 연구 활동을 하려고 계획하신다면, 다양한 학문적 분야에 대한 경험을 하시길 권해드리고 싶습니다. 폭넓은 시각은 앞으로 좋은 연구를 하시는데 좋은 밑거름이 될 것입니다.