대기 중 과도한 탄소는 여러matic 변화를 야기하고 있으며, 우리뿐만 아니라 동물과 식물의 생존에도 심각한 위협이 되고 있습니다. 극심한 폭염, 폭풍, 장기간의 가뭄, 그리고 대규모 홍수가 그 결과입니다. 따라서 우리는 대기 중 탄소를 줄이는 데 도움이 되는 무언가가 필요하며, 그 어떤 것도 식물보다 더 나은 것은 없습니다. 네, 바로 눈을 즐겁게 하고 평온한 환경과 긍정적인 에너지를 제공하는 초록빛 식물 말입니다.
식물은 본래 이산화탄소를 대기에서 흡수하는 능력을 가지고 있기 때문에 이산화탄소를 흡수합니다. 솔크 연구소의 과학자들은 식물의 이러한 특성을 활용하여 뿌리 구조를 재설계함으로써 더 많은 탄소를 저장할 수 있도록 하여 공기 중 이산화탄소를 정화하고 있습니다. 그들이 개발한 정교한 새로운 도구인 SLEAP는 뿌리 성장의 다양한 특징을 trac하는 인공지능 소프트웨어입니다.
기후 변화에 맞서 싸울 새로운 식물 설계하기
솔크 연구소의 '식물 활용 이니셔티브(Harnessing Plants Initiative, HPI)' 프로그램은 식물이 이미 바이오매스에 탄소를 저장하고 있다는 점에 착안하여, 식물을 탄소 저장에 활용하는 방안을 개발하는 데 집중하고 있습니다. 하지만 식물이 죽거나 작물을 수확하면 저장된 탄소는 다시 대기로 방출되기 때문에, 식물의 탄소 저장 능력은 일시적인 경우가 많습니다. 솔크 연구소는 식물이 더 많은 탄소를 더 오랫동안 저장할 수 있도록 하는 방법을 연구하고 있습니다.
HPI 과학자들은 SLEAP를 사용하여 기후 변화에 대응하는 식물을 설계하고 있습니다. SLEAP는 사용하기 매우 간편하며, 원래는 실험실에서 동물의 움직임을 trac하기 위해 개발되었지만, 현재는 뿌리 구조 연구에 활용되고 있습니다.
최근 연구에서 연구진은 뿌리의 성장 깊이, 너비, 시간 경과에 따른 크기 및 기타 물리적 특성과 같은 뿌리의 특성을 분석하는 새로운 프로토콜인 SLEAP를 공개했습니다. 이전에는 이러한 특성을 측정하는 데 상당한 시간과 노력이 소요되었습니다.
SLEAP는 식물 연구에 있어 획기적인 진전입니다
SLEAP는 이미 과학자들에게 도움을 주고 있는데, 식물 뿌리 시스템에 대한 광범위한 카탈로그를 구축했기 때문입니다. 이러한 식물 뿌리 시스템을dent하는 것은 과학자들이 찾고자 하는 특성과 관련된 유전자를 찾는 데 도움이 될 것입니다. 또한 식물의 여러 특성이 동일한 유전자에 의해 defi되는지 여부를 defi하는 데에도 도움이 될 것입니다.
솔크 연구소 연구원들은 어떤 유전자가 새로운 식물을 설계하는 데 도움이 되는지 알아낼 수 있을 것입니다. SLEAP 개발에 참여했던 과학자 엘리자베스 베리건은 이렇게 말합니다
"저희는 다양한 식물 유형에서 검증된 견고한 프로토콜을 개발했습니다. 이 프로토콜은 분석 시간과 인적 오류를 줄이는 동시에 접근성과 사용 편의성을 강조하며, 기존 SLEAP 소프트웨어에는 아무런 변경도 필요하지 않았습니다."
출처: 솔크 연구소.
솔크 연구소 연구진은 쌀, 유채, 대두 등 다양한 식물 유형에 대해 모델을 테스트했습니다. 또한 겨자과에 속하는 꽃이 피는 잡초인 애기장대(Arabidopsis thaliana)에도 적용해 보았는데, 그 결과 SLEAP가 AI 모델 새로운 데이터에서 식물 구조를 예측하는 속도도 10배 빠른 것으로 나타났습니다.
연구진은 현재 SLEAP 기술을 이용하여 3D 뿌리 구조를 분석하는 새로운 과제에 집중하고 있습니다. SLEAP 기술은 솔크 연구소의 연구 진행 속도를 이미 가속화하고 있으며, 앞으로도 계속해서 연구를 진행할 예정입니다.
