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Aug 07, 2023

밝은 오렌지색 이끼류는 자신의 색소를 '자외선 차단제'로 사용할 수 있습니다.

주황색 지의류의 곰팡이는 밝은 색소의 독성 효과를 피할 수 있습니다.

주황색 지의류의 곰팡이는 밝은 색소의 독성 효과를 피할 수 있어 높은 UV 부하를 처리할 수 있습니다.

지의류는 하나의 곰팡이 종과 적어도 하나의 조류 또는 시아노박테리아가 공생 관계에 살고 있는 호기심 많은 식물과 유사한 유기체입니다. Teloschistaceae로 알려진 지의류는 종종 밝은 주황색을 띠는데, 이는 밀접하게 관련된 종에 비해 드문 특성입니다. 강렬한 색상을 담당하는 색소는 유기체 자체에 독성 영향을 미치는 경우가 많으며, 이로 인해 과학자들은 유기체가 오렌지색을 합성하면서 어떻게 자신을 보호하는지 궁금해하게 됩니다.

연구에 따르면 주황색 지의류의 곰팡이는 밝은 색소를 세포 밖으로 운반하여 '자외선 차단 효과'를 생성함으로써 밝은 색소의 독성 효과를 피할 수 있는 것으로 나타났습니다. Imperial College London과 Royal Botanic Gardens의 연구자들이 발표한 새로운 메타 유전체학 연구에서 Kew는 이제 지의류가 독성 효과를 피하면서 햇빛을 반사하기 위해 주황색 색조를 사용할 수 있는 방법을 보여줍니다.

게놈 생물학 및 진화(Genome Biology and Evolution)에 발표된 연구에 따르면 이 이끼류에 속하는 곰팡이에는 주황색 색소가 생성된 직후 세포 밖으로 운반하는 유전자가 있음이 밝혀졌습니다.

임페리얼 대학교 생명과학과 박사 과정의 수석 저자인 테오 르웰린(Theo Llewellyn)은 예상치 못한 발견이 지의류를 구성하는 조류와 곰팡이에서 분리한 유전자 조사에서 나왔다고 말합니다. 오렌지 지의류에 있는 곰팡이는 독성 색소를 다루기 위해 진화했다고 그는 말합니다. "우리가 정말 흥미롭고 놀랐던 것은 이러한 색소를 만드는 일을 담당하는 유전자 바로 옆에 두 번째 유전자가 있다는 사실이었습니다. 그 색소를 운반하여 세포 밖으로 꺼낼 수 있기 때문입니다."

이러한 수송체 유전자는 곰팡이가 색소가 축적되어 독성이 되기 전에 색소를 스스로 제거할 수 있게 해준다고 연구자들은 설명합니다. 운반체 유전자는 오렌지 계열이 아닌 계통/지의류 그룹에서는 발견되지 않았습니다.

이 연구는 RBG Kew 프로젝트에 의해 구상되고 주도되었으며 부분적으로 자금을 지원 받았습니다. RBG Kew의 균류학 수석 연구 리더이자 Teloschistaceae 전문가인 Ester Gaya 박사는 그룹의 발견에 만족한다고 말했습니다. 그녀는 "우리는 이 지의류 그룹에서 수년 동안 연구해 왔으며 건조한 서식지로의 적응 방사선이 이 주황색 색소에 의해 매개된다는 사실을 밝힌 후 항상 그 이유가 궁금했습니다. 왜 이 지의류는 죽일 수 있는 독성 색소를 생성하도록 진화했을까요?"라고 말합니다. 그들 자신?"

이끼류를 황금색 노란색에서 진홍빛 빨간색으로 착색하는 역할을 하는 안료는 '안트라퀴논'으로 알려져 있으며 자외선 차단 특성도 가지고 있습니다.

RBG Kew 천연물 연구원이자 이번 연구의 공동 저자이기도 한 Tom Prescott 박사는 이에 동의하며 "안트라퀴논은 오랫동안 곰팡이를 포함하여 매우 독성이 있는 것으로 인식되어 왔기 때문에 이러한 물질을 어떻게 만드는지는 항상 미스터리였습니다. 스스로 중독되지 않는 화합물." 이 연구는 이를 설명하는 데 도움이 됩니다.

Llewellyn은 “이들이 생산하는 색소는 물에 녹지 않습니다. 일단 이끼류가 색소를 생산하면 결정화되기 시작하여 이끼류 위에 층을 형성합니다.”라고 Llewellyn은 말합니다.

이를 통해 이끼류는 UV 및 가시성 청색광을 반사할 수 있습니다. 과학자들은 이 자외선 차단제 효과로 인해 이끼류의 어떤 유기체가 가장 많은 혜택을 받는지 아직 명확하지 않지만 곰팡이와 조류가 모두 보호되는 것으로 추측하고 있다고 말합니다. 조류는 햇빛을 사용하여 광합성을 하고 이끼류 시스템을 위한 당을 생성하지만, 너무 많으면 DNA 손상을 일으킬 수 있으므로 해로울 수 있습니다.

두꺼운 결정층은 유해한 방사선을 반사하는 동시에 광합성을 위해 일부 태양 복사선을 통과시킬 수 있습니다.

공저자인 티모시 바라클라우(Timothy Barraclough) 교수는 옥스퍼드 대학교 생물학과 교수이자 임페리얼 대학교 생명과학부 객원 교수로서 이러한 메커니즘을 이해하면 이러한 오렌지 이끼류가 어떻게 체내에서 생존할 수 있는지를 밝히는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다. 다른 서식지.