AI 요약
2026년 3월 11일, Boyce Thompson 연구소(BTI), 코넬 대학교, 에든버러 대학교 공동 연구팀은 뿔이끼(Hornwort)의 독특한 분자 전략을 활용해 작물의 광합성 효율을 획기적으로 개선할 수 있는 기술을 발표했습니다. 연구의 핵심은 광합성 과정에서 이산화탄소(CO2)를 포집하는 핵심 효소인 루비스코(Rubisco)의 효율성을 높이는 것입니다. 루비스코는 지구상에서 가장 중요한 효소 중 하나지만, 반응 속도가 느리고 이산화탄소 대신 산소와 결합하여 에너지를 낭비하는 결함이 있습니다. 연구진은 뿔이끼에서 'RbcS-STAR'라는 단백질 기능을 발견했으며, 이것이 루비스코를 조밀한 구획으로 응집시키는 '분자 벨크로' 역할을 하여 CO2를 효과적으로 농축한다는 사실을 밝혀냈습니다. 기존 조류(Algae)의 농축 시스템보다 육상 식물인 뿔이끼의 방식이 작물 이식에 더 용이해, 향후 주요 곡물 생산성을 높이는 데 중요한 전환점이 될 전망입니다.
핵심 인사이트
- 발표 날짜 및 주체: 2026년 3월 11일, Boyce Thompson 연구소(BTI), 코넬대, 에든버러대 국제 공동 연구팀이 발표.
- 핵심 단백질 발견: 루비스코 효소를 응집시켜 효율을 높이는 'RbcS-STAR'라는 독특한 단백질 특성을 규명함.
- 연구 대상: 육상 식물 중 유일하게 이산화탄소 농축 시스템을 보유한 뿔이끼 종인 'Phaeoceros laevis'를 분석.
- 기술적 검증: 뿔이끼의 유전적 특성을 다른 식물에 추가했을 때 루비스코가 동일하게 재조직화되는 것을 확인.
주요 디테일
- 루비스코의 결함 해결: 루비스코가 산소와 반응해 에너지를 낭비하는 고질적인 문제를 해결하여 식물이 햇빛을 식량으로 전환하는 효율을 극대화함.
- 탄소 농축 기제: 조류의 피레노이드(Pyrenoids) 구조와 유사하지만, 진화적으로 작물과 더 가까운 뿔이끼의 메커니즘을 사용하여 이식 난이도를 낮춤.
- 주요 참여 인물: BTI의 Fay-Wei Li 부교수는 루비스코가 산소에 의해 '주의가 산만해지는' 현상을 방지하는 것이 연구의 핵심임을 강조함.
- 연구 의의: 복잡한 조류의 유전자를 작물에 주입하려던 기존 방식의 한계를 극복하고, 더 단순하고 효과적인 유전 공학적 접근법을 제시함.
- 응용 범위: 연구팀은 이 기술을 밀, 쌀과 같은 식량 생산에 필수적인 주요 작물에 적용하여 재설계하는 것을 목표로 함.
향후 전망
- 전 세계적인 식량 수요 증가에 대응하여 밀과 쌀 등의 수확량을 획기적으로 늘릴 수 있는 상용화 연구가 가속화될 것으로 보임.
- 광합성 효율 개선을 통한 탄소 포집 능력 향상으로 기후 위기 대응 및 농업 생산성 향상이라는 두 가지 목표를 동시에 달성할 것으로 기대됨.
출처:sciencedaily