동아대학교
분자유전공학과
김경태
동아대학교 식물분자발생학 실험실은 식물의 형태형성 및 발생유전학을 중심으로 한 첨단 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 모델 식물인 애기장대(Arabidopsis thaliana)를 활용하여 잎의 형태와 크기, 배복성(극성) 패턴, 세포 분열 및 신장, 그리고 유전자 네트워크의 조절 메커니즘을 심층적으로 탐구하고 있습니다. 이를 통해 식물의 기본적인 생명현상과 환경 적응 전략을 분자 수준에서 이해하고자 합니다.
연구실은 다양한 유전자(ORE15, AN3, DRL1, ATHB12 등)의 기능과 상호작용을 규명하여, 잎의 성장과 분화, 개화시기, 병 저항성 등 식물의 주요 형질을 조절하는 분자적 기작을 밝히고 있습니다. 또한, 세포주기와 핵내배가, 세포분열 억제인자, 식물 호르몬 신호전달 등 세포 및 분자 수준의 연구를 통해 식물의 생장 및 발달을 정밀하게 조절할 수 있는 기반 기술을 개발하고 있습니다.
이와 더불어, 국화, 벼, 녹차 등 다양한 작물을 대상으로 유전자 기능 분석, 분자마커 개발, 신품종 육성, 형질전환 식물 개발 등 실용적 연구도 활발히 진행하고 있습니다. 특히, 식물의 개화시기 조절, 잎의 형태 및 크기 조절, 병 저항성 강화 등 농업적 가치가 높은 연구 성과를 도출하고 있으며, 특허 출원과 산업적 응용으로 이어지고 있습니다.
최근에는 식물-미생물 상호작용 및 토양 미생물(홀로바이옴) 연구를 통해, 식물 생장 촉진과 환경 적응성 증진에도 주목하고 있습니다. 이를 통해 지속가능한 농업과 미래 식량 문제 해결에 기여하고자 하며, 생체디자인(Bio-Design) 등 차세대 식물 생명공학의 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다.
동아대학교 식물분자발생학 실험실은 기초연구와 응용연구를 아우르며, 식물 생명과학 분야의 선도적 연구실로 자리매김하고 있습니다. 앞으로도 식물의 유전적, 분자적, 환경적 특성을 통합적으로 이해하고, 이를 바탕으로 농업 및 생명공학 산업 발전에 기여할 수 있는 혁신적 연구를 지속해 나갈 것입니다.
식물의 잎 형태형성과 발생유전학
본 연구실은 식물의 잎 형태형성과 그 발생유전학적 조절 메커니즘을 심도 있게 연구하고 있습니다. 모델 식물인 애기장대(Arabidopsis thaliana)를 중심으로, 잎의 형태가 어떻게 결정되고, 다양한 유전자가 잎의 성장과 분화에 어떤 역할을 하는지 분자유전학적, 발생유전학적, 형태학적 접근을 통해 규명하고 있습니다. 이를 위해 유전자 변이체 분석, 유전자 발현 조절, 세포 분열 및 신장 조절 기작 등 다양한 실험적 방법론을 활용하고 있습니다.
잎의 형태는 식물의 생존과 적응에 매우 중요한 요소로, 잎의 크기, 모양, 두께, 색상 등은 환경 변화와 밀접하게 연관되어 있습니다. 연구실에서는 잎의 극성(배복성) 패턴 형성, 세포 분열과 신장, 그리고 잎의 성장 단계별 유전자 네트워크를 분석하여, 잎의 형태가 어떻게 유전적으로 조절되는지 밝히고 있습니다. 특히, ORE15, AN3, DRL1, ATHB12 등 잎 발달에 핵심적인 유전자들의 기능과 상호작용을 집중적으로 연구하고 있습니다.
이러한 연구는 식물의 기본적인 생명현상 이해를 넘어, 미래에는 원하는 형태와 기능을 가진 식물을 설계하는 '생체디자인(Bio-Design)'의 기반이 될 수 있습니다. 또한, 잎의 형태와 성장 조절에 대한 지식은 작물의 생산성 향상, 신품종 개발, 환경 적응성 증진 등 농업 및 생명공학 분야에 폭넓게 응용될 수 있습니다.
식물 생장 및 발달 조절과 분자생명공학적 응용
연구실은 식물의 생장과 발달을 조절하는 분자적 기작을 규명하고, 이를 바탕으로 분자생명공학적 응용 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 세포주기, 핵내배가, 세포분열 및 신장, 그리고 식물 호르몬 신호전달 등 다양한 생명현상을 유전자 수준에서 분석하며, 이를 통해 식물의 크기, 형태, 개화시기, 내병성 등 주요 형질을 조절할 수 있는 기반 기술을 개발하고 있습니다.
특히, 애기장대와 국화, 벼, 녹차 등 다양한 작물을 대상으로 유전자 기능 분석, 유전자 변형(형질전환), 분자마커 개발, 신품종 육성 등 실용적 연구를 병행하고 있습니다. 예를 들어, CmSOC1, CmFT, KRP3, ORE15 등 주요 유전자의 기능을 규명하고, 이를 이용해 개화시기 조절, 잎의 크기 및 모양 조절, 병 저항성 강화 등 다양한 목적의 식물체를 개발하고 있습니다. 또한, 식물-미생물 상호작용, 토양 미생물(홀로바이옴) 연구를 통해 식물 생장 촉진 및 환경 적응성 증진에도 기여하고 있습니다.
이러한 연구 성과는 특허 출원, 신품종 개발, 산업적 응용 등으로 이어지고 있으며, 농업 생산성 향상과 지속가능한 농업 실현에 중요한 역할을 하고 있습니다. 더불어, 분자생명공학적 접근을 통해 미래 식물 생명공학의 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다.
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Evolutionary Conservation in Protein?Protein Interactions and Structures of the Elongator Sub-Complex ELP456 from Arabidopsis and Yeast
전상은, 조규형, Raffael Schaffrath, 김경태
International journal of molecular sciences, 2024
2
Molecular cloning and functional characterization of CmSOC1 gene and its promoter region from Chrysanthemum morifolium
Muhammad Aamir Manzoor, 김민정, 윤여진, 남재성, 형남인, 전상은, 김경태
Scientia Horticulturae, 2024
3
The Alfin-like transcription factors: Identification, characterization, and expression analysis in Pyrus bretschenedri provide insight into its divergent functions on abiotic response
Muhammad Aamir Manzoor, Guohui Li, 김경태, Wang Xinya, Mengna Wang, Yu Zhao, Irfan Ali Sabir, Iftikhar Hussain Shah, Han Wang, Muhammad Abdullah, Cheng Song, Yongping Cai
SCIENTIA HORTICULTURAE, 2023
1
[3차년도]애기장대 잎 생장발달과정의 세포신장 조절 메커니즘 규명
2
[2차년도]애기장대 잎 생장발달과정의 세포신장 조절 메커니즘 규명
3
[1차년도]애기장대 잎 생장발달과정의 세포신장 조절 메커니즘 규명
