필수 영양소인 L-Ascorbic acid(비타민 C)의 생체내 물질대사에 대한 연구가 진행되어 왔다. 현재 비타민 C에 대한 관심이 높아진 상황에서, 비타민 C 증진 유전자를 상추에 도입해 비타민 C 함량이 높은 신품종을 개발하는 것이 큰 효과를 가져올 것으로 예상된다. 최근에는 유전자 클로닝이 가능해지면서, 식물 내로 유전자를 도입하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히 상추는 비교적 쉽게 형질전환할 수 있는 작물로서, 다양한 유전자의 도입을 통한 고기능성 상추 개발 연구가 진행되고 있다.
<h1>서 론</h1> <p>L-Ascorbic acid (비타민 C)는 미량으로 생체내의 물질대사를 지배 또는 조절작용을 하는 필수 영양소 중의 하나이다. 대부분의 동물은 체내에서 비타민 C가 생합성 되지만, 사람은 체내에 생합성 경로가 없기 때문에 비타민 C가 생성되지 않는다. 따라서 최적의 건강상태를 유지하기 위하여 음식물을 통해서 꼭 섭취를 해야만 한다 (Moser and Hornig 1982). 채소와 과일에 많이 존재하는 비타민 C의 역할 중에서 항산화 기능을 통한 항암 관련연구는 매우 주목 받고 있는 분야이다. 따라서 동과 식물에서 L-Ascorbic acid (비타민 C)의 생합성 경로 규명은 오랫동안 연구되어 왔다 (Isherwood and Mapson 1962; Ostergaad et al. 1977; Smirnoff 1996; Conkinet al. 1997; Wheeler et al. 1998).</p> <p>GalUR 유전자는 galacturonic acid reductase라는 효소를 encoding 하는 유전자로서 D-galacturonic acid를 L-galactonic acid로 바꿔서 비타민 C의 전구체인 L-galactono-1, 4-lactone를 생성하게 한다 (Agius et al. 2003; Valpuesta and Botella 2004) (Fig. 1, 저자에 의한 재구성). Agius 등 (2003)은 딸기 내에서 GalUR을 통해 비타민 C 합성이 일어나며, GalUR over-expression한 애기장대 내에서 비타민 C 함량이 2~3배 높아졌다고 보고한바 있다. 동물에서 유래된 GLOase 유전자를 이용한 형질전환 실험이 다양하계 진행 되었으나 (Jain and Nessler 2000; Kim et al. 2004), GalUR 유전자의 경우 식물에서 유래된 유전자를 식물의 형질전환에 이용하는 장점이 있다.</p> <p>상추는 샐러드, 겉절이, 쌈 등의 생채 재료로 육류소비의 증가로 인한 식생활 변화로 소비량이 증가되고 있으며, 신선하고 상쾌한 맛을 지닐 뿐 아니라, 씹는 느낌이 좋아 생식에 적합하다. 상추는 비타민과 무기질이 풍부한 채소이긴 하나, 다른 채소에 비하여 상대적으로 비타민 C 함량이 낮다. 항암작용과 노화방지 등에 탁월한 효능을 지닌 필수 영양소 비타민 C 의 관심이 높은 시점에서, 우리 식단에서 쉽게 접할 수 있는 상추에 비타민 C 증진 유전자를 도입하여 비타민 C 함량이 월등히 높은 신품종을 개발한다면 큰 효과가 기대된다.</p> <p>최근 분자생물학의 발달로 다양한 유전자를 클로닝 할 수있게 됨에 따라 획득된 유전자를 식물내로 도입하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 상추는 형질전환이 비교적 쉬운 작물로써, 자엽 절편을 재료로 하여 Agrobacterium과의 공동 배양법으로 비타민 E 합성 유전자인 \( \gamma \)-tocopherol methyltransferase(Kim et al. 2000; Cho et al. 2005), 철 저장단백질 관련 ferritin 유전자 (Kim et al. 2001), 백혈구 생산을 촉진하는 hGM-CSF 유전자 (Kim et al. 2003)의 도입 등 고기능성 상추 개발 연구가 이미 보고된 바 있다.</p>