전 세계 인구 절반의 주식인 쌀의 맛과 영양을 결정하는 핵심 유전자를 일본 연구팀이 발견했다.

일본 오카야마대학 식물과학연구소의 마젠펑 교수 연구팀은 쌀 내부에서 마그네슘을 운반해 쌀알의 품질과 식감에 영향을 미치는 수송체 단백질 'OsMGR2'를 특정했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 '미국 국립과학원회보(PNAS)' 최신호에 게재됐다.

마그네슘은 인체와 식물 성장에 필수적인 미네랄로, 쌀의 맛과 품질에도 영향을 주는 것으로 알려져 왔다. 하지만 어떤 과정을 통해 쌀알까지 전달되는지는 명확히 밝혀지지 않았다.

연구팀은 유전자 분석과 유전자 가위(CRISPR/Cas9) 기술 등을 이용해 OsMGR2의 기능을 규명했다. 이 단백질은 식물 전체에 영양분을 공급하는 관다발 조직에서 마그네슘을 필요한 곳으로 내보내는 역할을 했다.

실제로 연구팀이 OsMGR2 유전자를 제거한 돌연변이 벼를 관찰한 결과, 마그네슘이 뿌리와 껍질에 비정상적으로 축적됐다. 대신 줄기와 쌀알로는 제대로 전달되지 않았다.

이 돌연변이 벼는 생육이 크게 저하됐으며, 수확한 쌀알은 정상 벼보다 작고 가벼우며 투명도도 낮았다. 특히 이 쌀로 밥을 지었을 때 찰기가 크게 떨어지는 등 식감과 관련된 품질 점수가 현저히 낮게 나타났다.

마젠펑 교수는 "OsMGR2가 성장하는 조직과 쌀알로 마그네슘을 보내 전분 합성과 곡물 성숙을 돕는다는 사실을 확인했다"고 설명했다.

이번 발견은 향후 쌀 품종 개량에 새로운 길을 열어줄 것으로 기대된다. 토양의 마그네슘 결핍은 전 세계 쌀 생산 지역에서 수확량과 품질을 떨어뜨리는 문제로 지적돼왔다.

연구팀은 마그네슘 수송 원리를 이용하면 마그네슘이 부족한 환경에서도 잘 자라면서 영양과 맛을 유지하는 품종을 개발할 수 있을 것으로 보고 있다. 이는 전 세계 식량 안보에도 기여할 수 있는 연구로 평가된다.