새 연구: 식물의 내부 시계가 환경에 적응하는 방법을 밝힌 현장 실험

Seoul존 이네스 센터, 교토 대학, 그리고 세인즈버리 연구소, 케임브리지의 연구자들이 실험을 통해 식물의 내적 시계가 실제 환경에서 어떻게 작동하는지를 조사했습니다. 이 연구는 식물이 자신의 내적 시계 신호를 환경의 변화와 함께 어떻게 조합하는지를 이해하는 데 도움을 주었습니다.

연구자들은 식물이 밝고 차가운 환경에서 세포 손상을 피할 수 있도록 하는 유전자 경로를 가지고 있다는 것을 발견했습니다. 이 경로는 24시간의 낮과 밤 주기에 맞춘 식물의 내부 시계에 의해 조절됩니다. 새로운 연구는 춘분과 추분을 맞아 자연에서 이 메커니즘이 어떻게 작동하는지를 조사하기 위해 수행되었습니다.

주요 발견사항은 다음과 같습니다:

일본의 한 시골 지역에서 자생하는 Arabidopsis halleri 식물의 자연 군집을 분석한 결과, 24시간 주기로 유전자 발현의 변화를 발견했습니다. 연구팀은 2시간마다 식물에서 RNA를 추출하여 유전자 발현 수준을 추적했습니다. 실험실 환경을 재현하기 위해 특별히 제작된 장비로 식물을 둘러싼 온도를 조절했습니다. 연구자들은 밤에 식물을 관찰할 때, 자신의 헤드랜턴에서 나오는 빛이 식물에 영향을 미치지 않도록 녹색 필터를 착용했습니다.

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연구팀은 실험실 실험에서와 마찬가지로 신체의 내부 시계와 환경 신호와 관련된 유전자 활동의 유사한 패턴을 발견했습니다. 이는 실험실에서의 발견이 실제 환경에서도 적용된다는 것을 의미합니다. 그들은 이러한 데이터를 사용하여 환경 변화에 따라 유전자 활동을 예측할 수 있는 모델을 만들었습니다.

식물이 환경 변화에 어떻게 반응하는지를 이해하는 것은 중요합니다. 식물의 내부 시계가 이러한 변화에 어떻게 반응하는지를 파악할 수 있다면, 미래의 기후 조건에 더 잘 적응할 수 있는 작물을 개발할 수 있을 것입니다. 베이지안 시계열 모델링을 사용하는 것이 이러한 연구에 효과적이었습니다. 앞으로 이러한 모델은 식물의 광합성 속도 관리나 다양한 온도에 적응하는 방법을 이해하는 데 도움을 줄 수 있을 것입니다.

이 연구는 생물학과 환경 과학의 상호 연결성을 보여줍니다. 실험실에서의 발견을 실제 상황에 적용함으로써, 과학자들은 농업 및 환경 관리에 있어 기후 변화에 대한 더 나은 예측과 해결책을 마련할 수 있습니다. 내부의 식물 생체 시계와 환경 신호를 결합함으로써, 우리는 식물들이 미래의 주변 환경 변화에 어떻게 대응할지를 이해하게 됩니다.