강철보다 강한 거미실크 섬유 세계최초 생산

[아시아경제 김수진 기자] 국내 연구진이 강철보다 강한 거미 실크 섬유를 생산하는 데 성공했다.

카이스트 이상엽 특훈교수 연구팀과 서울대 박영환 교수팀은 27일 대사공학적으로 개량된 대장균을 이용해 세계 최초로 '초고분자량의 거미 실크 단백질'을 생산했다고 밝혔다.

거미가 만드는 초고분자량의 실크 섬유는 미국 듀폰사의 고강력 합성섬유인 케블라(Kevlar)와 견줄 만한 강도를 갖고 있다. 탄성력도 뛰어나 외과용 실, 낙하산 등 다양한 분야에서 활용범위가 넓다. 그러나 지금까지는 글리신 등 특정 아미노산이 반복적으로 많이 존재하는 거미실크 단백질의 특수성 때문에 고분자량의 거미 실크를 인공적으로 생산하는 것이 불가능했다.

이에 이상엽 교수 연구팀은 분자량의 거미실크 단백질을 생산하는 대장균을 대사공학적으로 새롭게 개발하고 이를 활용해 고성능 거미실크섬유를 합성해냈다. 관계된 유전자를 증폭/제거하는 등 대장균 대사를 재구성해 세계 최고 수준인 285킬로돌턴(kDa,원자나 분자의 질량단위)에 달하는 거미실크 단백질을 합성한 것.

이상엽 교수는 "그간 효모나 곤충, 동물세포, 형질전환식물, 대장균 등 여러 생체시스템을 활용해 거미실크를 대량 생산하는 기술을 개발하려는 다양한 시도가 있어왔다"며 "이번에 만들어진 거미 실크 섬유는 케블라 수준의 강도를 가진다는 것을 확인했다"고 말했다.

또한 이 교수는 "이번 연구는 시스템 대사공학적 방법으로 기존 석유화학 제품을 대체할 수 있는 고성능 섬유 생산 기반기술을 확립했다는 데 의의가 있다" 며 "향후 생산시스템 향상을 통해 실용화할 것"이라고 밝혔다.

김수진 기자 sjkim@