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사막화 현상이 전 세계적으로 빠르게 진행되고 있다.

 

사막화는 토지 황폐화로 식량 부족을 야기할 수 있고 이는 또 무분별한 경작과 방목이라는 악순환을 낳는다. 게다가 중국과 몽골의 사막화는 우리나라에 더 많은 황사를 보내게 돼 골머리를 앓게 한다.

 

과학자들은 사막화를 막기 위해 인공강우 등 여러 가지 아이디어를 짜내고 있다. 인공강우 외에 사막처럼 극한 환경에서도 잘 자라는 식물을 개발하는 연구도 활발하다.

 

식물은 성장할 때 온도와 수분량이 적당하지 않으면 사람처럼 스트레스를 받는다. 이때 고농도 활성산소가 만들어지는데 이를 해결하지 못하면 식물은 죽고 만다. 단백질에 변성이 생기고 온도 조절 등 고유 기능을 잃어버리기 때문이다. 사람 몸속에 활성산소가 늘어나면 노화나 암의 원인이 되는 것과 마찬가지다.

 

이상열 경상대학교 생화학과 교수는 높은 온도와 건조한 환경이 일으키는 스트레스에서 식물을 방어할 수 있는 핵심 단백질과 방어 시스템을 찾아냈다. 이 단백질을 만들어내는 것은 티오레독신 계열 유전자(AtTDX)다.

 

고온과 건조한 환경으로 식물이 스트레스를 받으면 약한 단백질이 변성을 일으키는데, AtTDX 유전자는 이런 변성을 막는다. 즉 AtTDX 유전자로 만들어진 단백질은 평상시에는 일반적인 기능을 수행하다 식물이 스트레스를 받으면 축구공 모양의 거대분자인 `샤페론`이라는 새로운 단백질로 변신해 다른 단백질들이 죽지 않게 보호하는 역할을 한다. 일종의 스트레스 저항성 유전자라 할 수 있다. 우리가 뜨거운 물에 들어갔을 때 처음에는 매우 뜨겁게 느끼다가 차츰 적응하는 것도 이러한 스트레스 저항 유전자가 있기 때문이다.

 

모든 식물이 AtTDX를 가지고 있지만 유전자의 활성화 정도에 따라 저항 능력에 차이가 난다. 선인장은 이런 유전자가 잘 작동하기 때문에 건조한 지역에서도 잘 자란다.

 

이 교수는 식물들의 AtTDX 유전자를 조작해 사막화 지역에서 잘 자랄 수 있는 식물을 개발하는 연구와 실험을 진행하고 있다.

 

이 교수는 "선인장, 포플러나무, 유채 등 다양한 식물의 유전자를 추출해 잔디와 감자, 고구마 등에 적용하는 방법으로 형질을 바꾸면 스트레스 저항 능력을 높일 수 있다"고 설명했다.

 

아직은 실험 단계에 머무르고 있지만 조만간 야생 현장에 심을 수 있는 수준에 이를 전망이다.

 

[ 심시보 기자 ]

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