농촌진흥청 국립농업과학원 생물소재공학과 김진아

[전업농신문=편집부] 햇빛은 충분히 쐬기만 해도 자외선이 피부를 통해 비타민D가 체내에서 생성되기 때문에 비타민D 결핍으로 인해 발생하는 우울증이나 각종 질병을 예방할 수 있다.

적당량의 햇빛은 뇌 기능을 향상시키고 뼈 건강에도 도움이 되며 면역력을 높이는데 도움이 된다. 이처럼 빛은 우리 몸에 많은 영향을 끼친다고 할 수 있다.

빛이 인간에게 다양한 영향을 미치는 것과 같이 식물도 빛이 있어야 잘 자라날 수 있다. 식물은 빛을 통한 광합성 작용으로 영양분을 만들어 살아가기 때문에 빛이 부족할 경우 제대로 성장하지 못하고 말라 죽을 수도 있다. 빛은 식물이 성장하는데 있어 없어서는 안 될 중요한 존재이다.

오랫동안 과학자들은 식물이 어떠한 방법으로 빛을 인지할 수 있는지 연구해 왔으며 그 결과 식물에게 빛을 감지하는 유전자가 있다는 것을 발견하게 되었다. 적색광을 흡수하는 파이토크롬과 청색광을 인지하는 크립토크롬, 포토트로핀이라는 유전자가 빛을 감지하는 역할을 하는데 이 유전자들은 빛을 받게 되면 빛을 에너지로 바꿔 성장하거나 열매를 맺는데 사용하고 세포변화를 유도하거나 억제할 수 있다.

굴광성이란 빛이 자극을 받아 식물이 성장하는 현상을 뜻하는데 이러한 굴광성은 청색광에 의해 유도되며 포토트로핀이 여기에 해당된다. 또한 청색광을 인지하는 크립토크롬은 식물뿐만 아니라 동물에서도 그 역할을 하며 인위적으로 크립토크롬을 많이 발현시킨 토마토에서는 몇 가지 대사물질 생성에 변화를 일으켜 엽록소량이 증가하거나 성장을 증가시키는 효과가 나타나기도 하였다.

식물이 빛에 대해 반응할 때 빛의 수용체 역할을 하는 파이토크롬은 적색광과 원적외선을 감지하며 빛을 흡수해 식물의 광합성 작용이나 성장하는데 있어 도움을 주는 역할을 한다.

이와 같이 식물에는 빛을 인지하는 유전자들이 존재하고 있다. 이러한 유전자들의 기능을 연구하고 생명공학기술의 발전으로 식물 종류에 따른 빛을 조절하는 방법을 개발해 최적화 시킬 수 있다면 빛이 없는 곳에서도 잘 자라날 수 있는 품질 좋은 작물을 만들어 재배할 수 있는 날도 머지않을 것이라 생각한다.

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