식물의 2차 세포벽 형성은 기계적 지지와 수분 수송, 병저항성 확보에 핵심적인 역할을 수행하는 생리적 과정으로, 다양한 전사인자들에 의해 정교하게 조절된다. 이 가운데 NAC 계열 전사인...
식물의 2차 세포벽 형성은 기계적 지지와 수분 수송, 병저항성 확보에 핵심적인 역할을 수행하는 생리적 과정으로, 다양한 전사인자들에 의해 정교하게 조절된다. 이 가운데 NAC 계열 전사인자인 NST1과 NST2는 이차 세포벽 생합성 유전자들의 발현을 조절하는 최상위 조절인자로 알려져 있으며, 이들의 발현을 상위에서 조절하는 전사인자들의 정체를 밝히는 일은 세포벽 형성과정의 유전자 네트워크를 완성하는 데 있어 중요한 과제로 남아 있다. 본 연구는 GATA family 전사인자인 AtGATA5가 NST1의 발현을 직접적으로 증가시키며, 이를 통해 NST1기반 전사 조절 네트워크의 상위 조절인자 역할을 수행한다는 사실을 밝혔다.
AtGATA5는 빛과 같은 환경 자극에 반응하여 식물 생장을 조절하는 기능이 선행 연구들을 통해 보고되어 왔으며, 이는 GATA 전사인자들이 광신호 전달계 및 식물체의 형태 형성과 밀접하게 연관되어 있다는 점을 시사한다. 본 연구에서는 AtGATA5가 이러한 기존의 역할을 넘어, 식물체의 구조적 발달 과정인 줄기 내 이차 세포벽 형성에 관여한다는 새로운 기능적 가능성을 제시하였다. 특히 AtGATA5는 NST1의 프로모터에 결합하여 직접적으로 전사 활성을 촉진하는 것으로 나타났으며, 이는 기존에 제안되어온 이차 세포벽 조절 네트워크에 새로운 상위 조절 계층을 추가하는 결과이다.
이와 같은 결과는 AtGATA5-NST1 축을 중심으로 하는 새로운 유전자 조절 모형을 제안하며, GATA 전사인자가 NAN-domain 전사인자의 상위에서 기능할 수 있음을 분자생물학 수준에서 입증한 사례로 해석된다. 이는 GATA 전사인자의 역할을 기존의 환경 신호 반응 조절에서 조직 특이적 발달 조절로 확장시키는 것으로, 이차 세포벽 형성과 관련한 유전자 네트워크의 계층 구조에 대한 이해를 높일 수 있을 것이다. 아울러 본 연구는 구조 형성과 환경 반응 간의 유기적 연결 가능성을 제시함으로써, 향후 환경 조건에 따른 목질 조직 발달 및 세포벽 재구성 전략 연구에도 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.