잎 발달의 산소화가 형태 형성을 조절한다

다세포 생물의 에너지 생산에 필수적인 산소는 식물과 동물 모두에서 내부 기울기를 형성한다. 식물은 N-데그론 경로의 식물 시스테인 산화효소 가지를 통해 이러한 산소 변화를 감지하며, 이는 핵심 전사 인자의 안정성을 조절한다. 이 경로는 원래 대사 조절과 관련이 있었으나 최근에는 발달 조절자로서 중요성이 부각되었다. 특히, 줄기 정단 분열 조직이 저산소 상태임이 밝혀졌지만, 이 저산소 환경에서 유래하는 기관의 산소 역학은 불분명했다. 본 연구는 발달 중인 잎이 시공간적 산소 기울기를 형성하며, 식물의 산소 감지 메커니즘을 통해 이를 인지함을 밝혀냈다. 이 경로는 국소 산소 가용성을 통합하여 잎 형태 형성을 조절한다. 초기 저산소 상태는 세포 확장을 제한하는 반면, 이후 원위부에서 근위부로 진행되는 산소화는 그룹 VII 에틸렌 반응 인자를 고갈시켜 특화된 세포 운명 획득을 가능하게 하고 세포 증식을 제어한다. 우리의 연구 결과는 산소가 정상적인 성장 과정에서 위치 신호로 작용하여 발달 궤적을 안내함을 보여준다. 이는 산소 기울기와 감지 메커니즘을 활용하여 식물의 형태와 기능을 조절할 수 있는 새로운 기회를 제시한다.