빛은 식물의 광합성을 위한 필수적인 에너지원이지만, 과하면 세포를 손상시키는 스트레스 요인이 된다. 

그렇다면 식물은 스트레스가 될 수 있는 빛을 어떻게 조절해 정상적으로 자랄까. 최근 그 궁금증의 베일이 서서히 벗겨지고 있다. 

농촌진흥청(청장 정황근)은 차세대바이오그린21사업 시스템합성농생명공학사업단 이상열 교수(경상대) 연구팀이 세계적인 학술지(PNAS1), mrnIF 95.00)를 통해 빛과 환경 스트레스에 대한 가설을 세계 최초로 밝혔다고  발표했다. 

연구팀은 식물도 사람처럼 밤에 잠을 자고 낮에 활동하는 생체 리듬을 갖고 있으며, 이런 생체 리듬에 따라 식물이 스트레스(소포체 스트레스2)에 어떻게 반응하고 조절하는지 그 해답을 제시했다. 

식물체 내로 빛 신호를 전달하며 중심역할을 하는 HY5 유전자가 빛 신호전달뿐 아니라 소포체 스트레스 조절에도 관여함을 밝혀 빛의 신호전달과 환경스트레스 조절의 상호작용을 증명했다. 

HY5 유전자의 과발현 식물체나 돌연변이 식물체를 통해 관찰한 결과, 빛 신호가 강할수록 소포체 스트레스도 커져서 결과적으로 식물의 생육을 방해했다. 

즉, HY5 유전자의 발현이 증가한 경우는 소포체 스트레스에 민감해져 식물의 생육에 미치는 영향이 큰 반면 HY5의 기능이 소실된 경우는 소포체 스트레스에 대한 내성이 강화돼 생육에 미치는 영향이 거의 없음을 확인했다. 

이번 연구는 식물이 빛에 반응하는 생체주기(밤과 낮)에 따라 각종 스트레스에 어떻게 반응하고 조절하는지에 대한 작용원리를 밝혀낸 중요한 연구 결과이다. 

농촌진흥청 조남준 연구운영과장은 "미래 기후변화에 대응해 각종 스트레스 환경에서도 정상적으로 자라 수확이 가능한 스트레스 저항성 새 품종을 개발하는 데 활용할 것으로 기대된다"고 말했다.