Cell Cycle Regulation in Response to Temperature Stress in Plants

• 발행기관: 고려대학교 생명자원연구소
• 저자명: 고찬섭(Chan Seop Ko) 서용원(Yong Weon Seo)
• 간행물 정보: 『생명자원연구』생명자원연구 제29권, 1~9쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 자연과학 > 생물학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2021.12.30

국문 초록

식물들은 온도변화에 민감하기에 지속적인 온도 스트레스는 식물의 생산력을 감소시킨다. 그러므로 연구자들은 식물 전 생육단계에서의 온도 변화 반응 메커니즘을 밝히는 것이 매우 중요하다. 식물들은 최초로 받았던 스트레스를 몸으로 기억하며, 이는 더 강한 스트레스가 왔을 때에도 더 효율적으로 방어체계를 구축하는데 도움을 준다. 이러한 방어 기작 중 하나로 단백질과 전사인자를 이용한 세포주기조절 유전자들을 변화시키는 것이 있다. 식물체 성장을 유도하는 유전자 및 메커니즘과 연관이 있는 크로마틴 재구성 요소는 온도 변화하에서 선택적 유전자 발현을 통하여 크로마틴의 구조를 변화시키고 수정한다. 세포주기조절에 중요한 역할을 하는 싸이클린과 싸이클린 의존 효소는 온도 변화에서 세포주기를 조절하고 재배열 시킨다. 메틸레이션과 히스톤 공유 변형 역시 여러 스트레스에 반응하여 잘못 만들어진 DNA를 재구성 한다. 온도 변화에 따른 비정상적 세포주기들도 DNA 수리 공정을 통하여 재배열 된다. 하지만 아직 여전히 세포주기와 식물 방어 기작과의 연관성이 많이 밝혀진 것은 없다. 그렇기에 연구자들은 여전히 식물체 내에서의 스트레스 방어기작과 세포주기조절의 관계를 연구하고 있으며 이러한 연구는 식물체 방어기작의 효율성 및 최종 산물의 증가를 이끌 수 있을 것이다.

영문 초록

Plants are easily subjected to a temperature stress and continually exposed to changes in the ambient temperature which reduces crop productivity. It is significantly important for the plant breeders to elucidate plant tolerance mechanisms in response to temperature stress during overall productive stages. Plants have the ability to remember previous stress and hence respond more effectively when they are faced with it again with dramatic environmental changes. Strategies to survive were changes in the regulation and abundance of cell cycle relative regulatory proteins/transcription factors. Chromatin modifications, which are often related with expression of genes and mechanisms that promote plant growth, were required chromatin structural changes and modifications, allowing for selective gene expression under stress. Significance of cell cycle regulators, specifically cyclins and cyclin-dependent kinases, were rearranged in cell cycle especially G1, M and G2 phase especially cold and heat stress. DNA methylation and histone modification, an epigenetic mechanism used by cells to control gene expression and components of chromatin-remodeling complexes, could be used to modify DNA in response to a variety of stresses. Temperature stress caused abnormal cell cycle via DNA damages during DNA replication and hinders DNA repair processes. There are still many unexplained concerns about the connection between plant defensive responses and cell cycle characteristics. Further researches still needed to understand the molecular signal network that controls stress response and cell growth in order to improve yield performance and crop resistance to adverse external challenges.

목차

Ⅰ. Introduction

Ⅱ. Chromatin remodeling

Ⅲ. Cell cycle control

Ⅳ. DNA methylation & Histone modification

Ⅴ. DNA replication

Ⅵ. DNA damage

Ⅶ. Conclusion

Ⅷ. Acknowledgments

Ⅸ. References

키워드

세포 주기 염색질 재배열 DNA 복제 온도 스트레스 cell cycle chromatin remodeling DNA replication temperature stress