Harvey Millar 박사

누군가는 식물이 수백만 년의 진화를 통해 최대한 효율적이 될 것이라 생각할 수도 있습니다. 하지만 이것은 농업의 운영 방식을 고려하지 않은 생각입니다.

Millar 교수는 “우리는 단지 몇 가지 농작물만을 재배할 뿐이며, 전 세계에 걸쳐 재배하고 있습니다. 이 농작물들은 본래부터 우리가 성장시킨 환경에서 온 것이 아니라 그곳에서 자란 지 몇 백 년 밖에 되지 않았을 뿐입니다. 따라서 우리는 이 농작물들이 새로운 환경에 적응할 때까지 수백만 년 동안 기다리거나, 이러한 과정의 속도를 높여볼 수 있습니다.”라고 지적했습니다.

“식물은 도망가거나 숨을 수 없기에, 대개 주어지는 것들을 받아들여야 합니다. 그렇기 때문에 식물은 서로 다른 조건에서도 살아남을 수 있도록 매우 유연한 자세를 취하는 경향이 있습니다. 우리 팀에서는 식물의 에너지 대사, 식물이 다양한 행위를 수행하기 위해 사용하는 연료, 그리고 환경 변화 시 스스로를 조절하는 방법에 대해 관찰하고 있습니다.”

과학자들은 오랫동안 식물이 생산하는 단백질을 관찰해 올 수 있었지만, 최근에서야 Millar 교수팀은 애질런트 기술을 사용해 단백질의 나이, 즉 '얼마나 자주 교체되는가'를 측정할 수 있었습니다. 그는 “현재 우리가 하고 있는 가장 흥분되는 일 중의 하나는 식물이 자신의 단백질 기구를 작동하기 시작할 때의 에너지 비용을 이해하려고 노력하는 것입니다.”라고 말했습니다.

Millar 교수에 따르면, 팀의 최우선 목표는 식물을 더욱 강하게 만들고 생산량을 증가시키기 위해 수정 가능한 대사 경로를 찾는 것이라고 합니다. “대사와 관련된 문제는 많은 피드백 회로를 지니고 있어 매우 복잡합니다. 그러나 우리는 이미 일부 흥미로운 경로를 발견했으며, 여러 회사와 협력하여 이러한 경로를 농작물에 적용해 현장에서 시험하고 있습니다.”

그는 모든 조건이 제어되는 실험실에서 수행하는 변형이 현장 시험에서는 실패할 우려가 있다는 것을 잘 알고 있습니다. “현장 설정의 다양성이 바로 큰 어려움 입니다. 실험실에서 이해한 메커니즘이 식물의 실생활에선 우리가 상상했던 것보다 덜 중요한 것으로 판명될 수도 있습니다.”

다시 말하자면 교수팀의 식물 대사에 대한 이해, 특히 식물이 염(Na+)을 이송하는 방법은 듀럼밀(파스타를 만드는 데 사용되기 때문에 일명 '마카로니 밀') 개량과 관련된 호주 전역 대상의 연구에 핵심적 통찰을 제공했습니다.

“우리는 밀의 야생 연관 식물에서 발견된 유전자가 전달체에 대한 지령을 포함하고 있다는 것을 인지했습니다. 이것은 매우 특수한 세포 형태에서 발견되었으며, 이 점이 핵심입니다. 만약 그런 세포에 전달체를 넣을 수 있으면, 염(Na+)이 들어가는 것을 막아주는 효과를 얻습니다. 그러므로 이것은 결국 자연에서 배우고, 이를 도구로 사용하여 다른 식물을 설계할 수 있는 문제였습니다.”

호주와 같은 염분 환경에서 이러한 변형을 통해 듀럼밀 생산을 최대 25% 가량 높일 수 있었습니다. 현재 교수팀은 그들의 과학 지식을 통해 밀의 내건성 및 온도저항성 개선을 위한 새로운 단서를 발견하기 위해 노력하고 있습니다.

세계 인구가 부단히 증가되고 있는 오늘날, 특히 파스타와 빵을 좋아하는 사람들에게 이것은 분명 좋은 소식이 아닐 수 없습니다.