FAH12 유전자를 도입한 형질전환 애기장대에서 hydroxy fatty acid의 합성이 \(17\%\)에서 \(30\%\)로 증가하였으며, FAH12 유전자를 더불어 도입하였을 때 \(19.2\sim25.0\%\)로 증가하였다. 이를 통하여 애기장대에서 리시놀레산의 합성은 피마자 지질합성대사에 관한 연구가 필요함을 알 수 있었고, 식물유의 석유화합물과의 구조와 성질의 유사성을 볼 때 현재 대부분 식용으로 사용되고 있는 식물유의 산업적 응용전망은 밝다.
<p>위에서 기술했듯이 리시놀레산의 합성에 가장 중요한 유전자는 FAH12이며 이 유전자를 도입한 형질전환 애기장대에서 리시놀레 산을 포함한 hydroxy fatty acid가 종자 총 지방산의 \(17 \% \)가 합성되었고 피마자 DGAT2를 더불어 도입하였을 때 \(30 \% \)로 증진되었다. 이 실험들에 사용된 애기장대는 fatty acid elongase 1 (fael) mutant로 20:1과22: 1지방산의 합성이 억제되어 리시놀레인산의 전구체인 올레산의 함량이 증대된 것이었다. 올레산의 함량이 더욱 증대된 fael/ fad2 애기장대에 피마자 유래의 FAH12와 진균 Claviceps purpurea 유래의 FAH12를 각각 도입한 실험에서는 각각 \(19.2 \% \)와 \(25.0 \% \)의hydroxy fatty acid가 축적된 결과를 보였다. 애기장대에서 리시놀레산 합성증대에 관여하는 인자를 찾고자 하는 연구가 진행되었다. FAH12가 형질전환되어 리시놀레산을 생산하는 애기장대에 ethylmethylsulfonate (EMS) 처리하여 리시놀레산이 원래의 \(17 \% \)에서 감소된 돌연변이를 스크린하여 유전자를 탐색한 결과NADH :cytochrome b5 re-ductase (CBR) 가 돌연변이 된 것을 확인하였다. CBR은 식물에서 지방산의 desaturation 반응시 desaturase에 전자를 전달하는 기능을 한다. FAH12에 의한 hydroxylation도 FAD2에 의한 desaturation과 거의 유사한 기작을 통해 반응이 일어나며, 전자의 공급이 필요하기 때문에CBR의 돌연변이가 FAH12효소 활성에 영향을 줌을 알아낼 수 있었다. 또한 FAH12유전자가 형질전환된 애기장대에 피마자 종자발현 유전자 라이브러리를 종자특이 프로모터에 결합시켜 무작위로 형질전환하여 리시놀레산 합성을 증진하는 피마자 유전자를 선발하는 시도를 하였다. 그 결과 지질체에 결합하는 단백질인 올레오신이 형질전환된 애기장대에서 리시놀레산의 함량이 종자 총지방산의 \(17 \% \)에서 \(20 \% \)로 약 \(3 \% \)증가하였다. 이 실험에서는 결정적인 리시놀레산 증가에 관여하는 유전자를 선별할 수 없었지만 피마자 자체의 합성 능력을 고려할 때, 보다 많은 형질전환 식물의 분석이 필요할 것으로 생각된다. 현재까지 애기장대에서 리시놀레산의 합성은 종자 지방산의 약 \(30 \% \)까지 이루어져 경제성을 고려한 성공을 위해서는 피마자 지질합성대사에 관한 집중적인 연구가 필요하다. 본 연구실에서는 피마자 지질대사에 관여하는 유전자들에 대한 기능연구와 지금까지 밝혀진 지질대사에 근거한 pinpoint target 유전자들을 애 기장대에 도입하여 리시놀레산의 증대와 유지작물인 유채에서 리 시놀레산을 생산하는 연구를 수행하고 있다.</p> <h2>전 망</h2> <p>식물유는 인간과 밀접한 관계가 있다. 거의 대부분이 식용으로 사용되고 있지만 식물유의 석유화합물과의 구조와 성질의 유사성을 볼 때 산업적 응용전망은 밝다. 현재 전체 식물유 소비의 \(20 \% \)를 산업용으로 쓰고 있고 그 점유율과 전체 식물유 소비는 더욱 늘어날 것이다. 식물의 지질대사에 관한 연구가 모델식물인 애기장대를 대상으로 진행되어 왔으며, 일부 유지작물에서 지질대사경로와 관련 효소 유전자들이 밝혀지고 있다. 종자유의 지질대사 경우 일반적인 일차 대사체와는 달리 식물생장에 있어 직접적으로 영향을 주지 않으므로 유전공학에 의한 조절에 악영향이 없다. 현재 지질대사를 생명공학적으로 조절하여 승인받은 GM작물은 FAD2를 RNAi로 억제한 올레산 고함유 콩과 thioesterase를 도입한 라우르산 생산 유채가 있다.</p>