최근 식물 대사체 연구는 유전체학, 기기분석의 발달 등에 힘입어 다양한 연구 분야로 확산되고 있으며, PubMed (2010.02.19)를 통해 검색한 결과 식물 대사체 관련 연구 논문들이 매년 큰 폭으로 증가하고 있다. 식물은 신진대사에 필요한 다양한 화합물을 생산하며, 이들 대사산물은 인간에게 식품, 의약, 염료, 향신료 등의 원천 소재로 이용되고 있어 생활에 매우 중요한 역할을 하고 있다. 따라서 식물 대사체 연구는 유용물질의 상업적 생산을 위해 더욱 관심이 쏠리고 있다.
<h1>서 론</h1> <p>최근 애기장대, 벼, 포플러 등 다양한 식물종의 전체유전자 염기서열 분석이 완료된 이후 각각의 유전자 기능을 이해하기 위해 여러 오믹스 연구 분야의 개발이 이루어지고 있다. 이중에서 메타볼로믹스 (metabolomics)는 생물체내 대사산물의 질적 또는 양적 변화를 다양한 기기분석을 통해 조사하고 이를 토대로 세포 또는 생물의 다양한 생리현상이나 기작을 총체적 수준에서 해석하는 연구 분야이다. 즉 식물 대사체 (plant metabolomics) 연구는 식물 세포 및 조직에 존재하는 모든 대사산물의 시간적, 공간적 변화를 추적 조사함으로써 식물의 복잡한 생리 현상을 총체적으로 이해하는 연구 분야이다. 최근 식물 대사체 연구분야는 유전체학에서 제공되는 퐁부한 생물학적 정보와 분석 기기의 발달에 힘입어 기능유전체학의 연구 수단은 물론 식물의 종, 품종, 더 나아가 GM 식물의 식별, 대사조절 기작 규명, 유용물질 생산, 식물의 다양한 생리적 반응 이해 등 다양한 연구 분야에서 새로은 관심이 이루어지고 있다. 최근 들어 식물대사체 연구 분야의 발표 논문 건수를 PubMed (2010.02.19)를 통해 검색한 결과 식물 대사체 관련 연구 논문들이 매년 큰 폭으로 증가하고 있음을 알 수 있었다.</p> <p>식물은 신진대사에 필요한 다양한 화합물을 직접 생산한다. 식물계 전체에 존재하는 대사산물의 종류는 약 9만에서 20만 종류 이상 존재하는 것으로 추정되고 있다. 연구 모델식물인 애기장대의 경우 약 5천 종류의 대사산물을 가지고 있는데 이는 특정 미생물과 동물이 가지고 있다고 추정되는 1천5백과 2천5백 종류에 비하면 대단히 많은 숫자이다. 이와 같은 식물체 내의 저분자 대사산물은 효소반응의 기질과 중간산물 또는 최종산물로써 활용되며 이들의 양적, 질적 패턴변화는 궁극적으로 세포 또는 생물의 표현형 (phenotype)을 결정하게 된다. 이 중 많은 화합물이 인간에게는 식품, 의약, 염료, 향신료 등의 원천 소재로 이용되고 있어서 우리 생활에 매우 중요한 역할을 하고 있다. 이와 같은 유용물질의 상업적 생산을 위하여 최근 이들 대사산물의 생체내 작용 기작 및 기능 이나 대사경로 기작 규명 연구 등을 통해 대사산물에 대한 이해의 폭이 더욱 넓어지고 있으며 이에 따라 식물 대사체 연구에 대한 관심이 더욱 크게 증가하고 있다.</p> <p>식물 대사체 연구 초창기인 2000년 초반에서부터 현재에 이르기까지 대사체 시료의 준비 및 분석 방법 표준화 체계 확립, 분석 기장비의 해상도 및 분해능 향상, 통계분석 알고리즘의 개발을 통해 날로 변모하고 있다. 식물 대사체 연구에 이용되고 있는 식물 재료는 초창기인 2000년 초에는 모델식물인 애기장대를 주로 사용한 보고들이 많았지만 다양한 응용 분야 개척이 이루어지면서 현재는 애기장대를 포함하여 포도, 인삼, 당귀, 밀, 브로콜리, 해바라기, 토마토, 감자 등 주요 식량작물 및 약용작물 등을 대상으로 적용 범위가 크게 확대되고 있다. 이와 같은 분석 시료의 다양화는 식물대사체 연구의 응용 및 활용 가능성이 점점 확대 되고 있음을 시사하고 있다고 볼 수 있다.</p>