식물의 표면에 존재하는 표피세포는 세균 등 외부 위험 요소에 대한 방어 및 성장과 발달에 필수적 역할을 합니다. 표피세포 형성은 배아 발달 초기에 이루어지며, 전 생애 동안 유지되는 것으로 알려져 있습니다. 애기장대 꽃의 탈리 지역은 잔존세포와 이탈세포로 구성되어 있으며, 이 두 종류의 이웃 세포가 특징적인 세포 구조물과 활동을 통해 정밀하게 세포 분리를 이루어 내서 꽃잎을 일정한 위치에서 떨어뜨립니다. 놀랍게도 이 과정 동안 비표피세포인 잔존세포가 표피세포로 변화되는데, 이는 배아 발달 과정 외에 유일하게 일어나는 신규 표피세포 형성을 시사합니다. 식물이 왜 비표피세포인 잔존세포를 표피세포로 변화시키는 노력을 기울이는지, 그리고 어떻게 그 일을 이루어 내는지는 알려진 바가 전혀 없습니다.

본 연구의 목표는 단일세포 멀티오믹스 방법, 세포 특이적 분자유전학 방법 및 세포생물학 방법을 이용하여 잔존세포가 표피세포로 변화하는 이유와 원리를 규명하여 세포에 내재된 발달 프로그램과 변화 메커니즘 및 이를 조절하는 위치 정보를 규명하는 것입니다.

꽃 탈리 지역에 위치한 비표피세포가 표피세포로 변화되는 비밀스러운 현상의 규명은 생명체의 발달 프로그램 작동 원리 및 조절 메커니즘에 대한 해답을 제공하여 식물 발달과 번식에 관한 자연의 비밀을 밝히고 식량 안보에 기여할 것입니다.