​식물의 뿌리시스템 구조(root system architecture)는 식물에 영양소와 물의 흡수 기능 및 토양 등 기질에 부착기능을 부여하여 식물의 생존과 수율 및 환경스트레스 저항에 매우 중요하다. 본 연구는 뿌리시스템 구조의 주 결정인자인 측근(lateral root)의 발달과정을 조절하는 주요 전사인자 중의 하나인 Cytokinin Response Factor (CRF)2 및 3 유전자의 저온 스트레스에 의한 활성화이 생화학적 분자 기전과 하부 조절 유전자 네트워크 및 이들의 생물학적, 세포학적 기능을 규명함으로써  측근의 발달과정 및 주변 환경변화, 특히 저온 스트레스에 대한 적응과정을 분자 수준에서 이해하고자 한다.

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​최근 본 연구실에서는 저온환경 조건에서 전사인자  CRF2 및 CRF3의 측근 형성 조절과정에서의 기능과 사이토키닌 호르몬 two-component signaling system 의존성과 비의존성 상부 신호전달 경로의 일부를 규명하였다. CRFs는 AP2/ERF superfamily내의 small family에 속하는 전사인자로서 식물호르몬 사이토키닌에 의해 유전자 발현이 촉진되는 유전자로 최초 분리되었으며, two-component signaling system 경로 구성 성분과 조합적으로 혹은 독립적으로 작용하여 식물의 성장과 발달을 조절하는 것으로 보고되었다. 사이토키닌 two-component signaling system은 그림 1a에 도시한 바와 같이 신호의 인지와 전달을 매개하기 위해 인전달 과정을 사용하는데, 사이토키닌이 세포막에 존재하는 sensor histidine kinases인 Arabidopsis Histidine Kinases (AHPs)에 결합하면 자가 인산화된후 인 분자를 Phosphotransfer proteins (AHPs)에 전달하고, AHPs는 다시 인을 세포핵에 존재하는 Arabidopsis Response Regulators (ARRs)에 전달하여 표적 유전자의 발현을 조절한다. 전형적인 ARR 단백질은 type-A와 type-B로 나뉜다. Type-B는 표적 유전자의 프로모터 DNA에 결하하는 전사조절인자로서 사이토키닌 및 저온에 의해 전사가 유도되지는 않으며, 양성조절인자로 작동한다. Type-A는 사이토키닌 및 저온 유도성 단백질로서 주로 음성조절 인자로 작동한다.