추위 스트레스는 식물로 하여금 생장, 발달 및 분포를 제한하게 한다. 따라서 식물이 온도 변화를 어떻게 인식하고 어떤 반응을 유발하는지는 오랜 동안 관심 대상이었다. 전통적인 유전학 실험 및 분자 분석법 등을 통해 C-repeat/ DREB binding factors (CBFs)가 저온 적응에 중요한 전사인자로 기능하는 것이 밝혀졌다. 최근의 연구에서는 CBF 의존적 신호전달에 pivotal protein kinases의 역할이 밝혀지고 있고, 저온 순응 이라는 현상을 관찰했던 것에서 관찰에서 유전자 발현 수준을 살펴보는 수준으로 연구 대상이 확장되었다.
식물의 추의 적응 과정은 CBF의존 경로를 통해 유지되고 식물은 추위스트레스에 대한 적당한 댕을을 한다. 저온 적응 기작은 저온 신호가 세포 막으로부터 핵으로 전달되고, 세포 내에서 일련의 생화학 및 생리학적 변화를 일으키는 방식으로 수행된다.
애기장대에서 추위 스트레스에 적응하는 과정에 관여하는 C-repeat / DREB binding factor (CBF) 유전자의 전사 조절
CBF는 복잡한 조절 네트워크를 조절하는 전사인자역할을 한다. 정상온도에서 CBF 발현은 정상적인 식물 성장을 보장하기 위해 낮은 수준으로 유지되는데, 저온 신호를 받아들였을 때, 식물체가 저온에 노출되었을 때 CBF 발현은 정상적인 식물 성장을 보장하기 위해 낮은 수준으로 유지된다.
식물세포의 추위 신호 감지 및 동결 방지 기작
본 리뷰에서는 CBF의 저온 신호 전달 경로의 핵심 구성요소의 분자 조절에 대한 이해와 최근 연구들을 요약하였다. 전사조절인자의 하위 집합은 저온 조절 유전자 (COR) 발현을 조절하는 CBF 의존적 및 CBF 독립 경오 모두에 관리한다. SNF1관련 protein kinase(SnRk2s), 수용체 유사 단백질 kinase, mitogen activation protein kinase (MAPK)를 포함하는 다양한 protein kinase는 CBF신호 전달 경로의 중요한 조절자 이다. 마지막으로 추위, 빛, 식물호르몬 신호 등의 상호작용은 동결 내성과 식물 성장의 균형을 맞추는 데에 중요하다.
저온에서 생장하는 식물의 능력에 기초한 기작 연구를 통해 식물자원의 개발 촉진에의 긍정적인 영향이 기대된다.
