[기고] 식물 생체 시계를 활용한 미래 건강 먹거리

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사람의 몸이 체온과 혈압, 맥박 등을 시간에 따라 조금씩 변동하는 것을 바이오리듬 또는 생체리듬이라고 합니다. 생체리듬은 지적 사고 능력이 발휘되는 날과 아닌 날이 33 주기로 반복되는 지적리듬과 활동기와 휴식기가 24주기 반복되는 육체적 리듬이 있습니다.

몸의 육체적 리듬은 일이 잘되거나 컨디션이 좋을 때가 있고 그와 반대인 경우가 있는데 이 리듬을 서케이디언 리듬 또는 24주기 리듬이라고도 합니다. 몸의 리듬은 규칙성을 갖고 있어 아침과 저녁에는 체온이 낮고 근육의 힘도 약해지고 낮에는 체온이 높고 근육의 힘 또한 강해집니다.
이러한 규칙적인 리듬 탓에 우리는 몸 속 신체기관이 힘을 비축 할 수 있게 밤에는 잠을 자고 낮에는 활동을 합니다. 우리는 가끔 생체리듬의 중요성을 잊고 불규칙한 생활 습관을 하면 생체리듬 균형이 깨져 건강을 잃게 되기도 합니다.

우리가 생체리듬을 통해 몸의 변화를 감지하는 것처럼 식물도 때를 알려주는 생체 시계를 갖고 있습니다. 이 시계는 해가 뜨고 지는 시간 뿐 아니라 하루 동안 변화하는 온도, 습도, 공기의 성분 등을 감지하고 기억해 두었다가 식물에게 알려주어 식물이 유지 될 수 있도록 해줍니다.
움직일 수 없는 식물에게 이 시계의 역할은 생존에 있어 절대적입니다. 식물은 생체시계가 기억하고 있는 환경정보에 맞춰 광합성을 할 준비를 하고 그와 관련된 유전자들도 활동할 준비를 합니다.

또 벌레를 쫒기 위해 벌레가 많은 낮 시간에 냄새를 뿜어내고 기온이 낮아지는 밤 시간 동안 얼지 않기 위해 호르몬을 분비합니다. 꽃을 피우고 싹을 틔우는 시간도 겨울 기간의 학습을 통해 생체시계가 계산하여 식물에게 알려줍니다.
지구의 환경이 점차 변화해 오고 온난화로 인해 온대, 한 대, 열대의 경계가 불분명해짐이 가속화 되어 가고 있어 과일과 채소의 주산지 개념도 사라져가고 있습니다. 이제는 주산지 작물의 종류를 바꾸거나 작물을 기후 변화에 적응을 시켜야 합니다.

기후와 공기 중의 이산화탄소량이 급속하게 변하하는 지금 안전한 미래 먹거리를 만들기 위해 환경학자들은 식물의 생체시계 유전자에 집중하고 있습니다. 식물의 생체리듬을 관장하는 유전자들을 통해 변화하는 기후가 주는 정보의 규칙을 잘 학습시키는 것은 미래의 기후변화에도 좋은 먹거리를 여전히 제공할 수 있는 새로운전략이 될 것입니다.

농촌진흥청 생물소재공학과 / 김진아

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