리서치 하이라이트

적색광에 반응하는 양치류의 광수용체

Nature 421, 6920

식물들은 광합성을 최적화하기 위해서 다양한 형태로 진화하였다. 줄기는 빛이 비치는 방향으로 휘어지며, 엽록체는 빛이 가장 강한 쪽으로 이동하게 되고, 이산화탄소 흡수를 위해 기공이 개방 된다. 이러한 각각의 작용들은 청색광(blue light)에 의해서 일어난다. 예외적으로 양치류들은 청색광 뿐만 아니라 적색광(red light)에도 반응한다. 이러한 방식은 아주 적은 양의 청색광이 통과하는 조림지역(forest canopy) 아래에 서식하는 식물들에게 매우 유용하다. 양치류의 일종인 Adiantum capilla veneris의 광 수용체(photoreceptor)인 피토크롬 3(phytochrome 3)은 적색 수용체 피토크롬(red receptor phytochrome) 및 청색 수용체 포토트로핀(blue receptor phototropin)이라는 두 가지 식물 단백질의 키메라(chimaera) 형태인 것으로 밝혀졌다. 피토크롬 3이 생성된 것은 트라이아스기(Triassic)와 쥬라기(Jurassic) 사이에 빽빽한 원시림이 형성되면서 나타난 어두운 서식처에 들어오는 적은 양의 빛에도 잘 적응하기 위한 진화상에서 중요한 단계였을 것으로 보인다.