| 초록 |
옥수수(Zea mays L.) S형 세포질적 웅성불임계통(S-type cytoplasmic male sterility line, CMS-S) 및 그에 따른 근동질유전자 복원계통(near isogenic restorer lines)은 세포핵-미토콘드리아 상호작용(nucleus-mitochondria transcript interactions)을 연구하는 중요한 유전자원과 이상적인 모델계통(model system)이다. 최근에 CMS-S 화분불임(pollen abortion)은 미토콘드리아 내의 세포질불임 유전자 orf355-orf77의 발현으로 인한 독성 단백질로 유발된다고 인정하였다. 그러나 생식기능 복원(fertility restoration) 유전자 Rf3은 orf355-orf77 전사체(transcripts)를 분해시켜 독성단백질의 독성작용을 제거하여 화분의 생식기능을 복원한다. 본 연구에서는 Northern 교잡과 3 rsquo;RACE 기술을 이용하여 orf355-orf77 전사체의 절단위치(cleavage sites)를 확정하였으며, 또한 생식기능이 복원된 화분 중 orf355-orf77 전사체는 절단되어 작은 단편으로 된 후, poly(A)서열과 결합된다는 것을 발견하였다. 예측한 결과, 이러한 과정은 mRNA 분자의 분해를 촉진시키고, 또한 생식기능이 복원되는 핵심과정인 것으로 나타났다. 생물정보학적 분석(bioinformatic analysis)을 이용하여 orf355-orf77 전사체의 6개 절단위치 측면서열(flanking sequences)을 분석한 결과, 절단위치 하류(downstream of the cleavage sites)의 10개 뉴클레오티드(nucleotide) 위치에는 모두 5 rsquo;-CCACA-3 rsquo; 서열이 포함되어 있다는 것을 발견하였다. 예측한 결과, 이 서열은 특이성 단백질(specific protein)로 식별된 후, 응집된 엔도뉴클레아제(recruiting endonuclease)로 절단된 것으로 나타났다. 연구 결과는 옥수수 CMS-S의 생식기능 회복 메커니즘을 규명하는데 중요한 이론적 근거를 제공하였다. |
