강철보다 강한 초고분자량 거미 실크 단백질 생산기술 개발

KAIST 이상엽 특훈교수와 서울대 박명환 교수팀이 공동으로 세계적으로 생산하지 못했던 “초고분자량의 거미 실크 단백질”을 대장균을 이용하여 생산하였다고 KAIST가 지난 27일 공식 발표했다. 이 초고분자량의 단백질로 만든 거미 실크 섬유는 강철보다 강한 성질을 갖고 있다.

이 연구결과는 특허 출원 중으로 세계적 저명 학술지인 “미국 국립과학원 회보(PNAS)지” 7월 26일자 온라인판에 게재되었다. 거미가 만드는 초고분자량의 실크섬유는 탄성력이 뛰어나 의료산업을 비롯한 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 거미 실크섬유의 우수한 특성 때문에 그동안 효모, 곤충, 동물세포, 대장균 등 여러 생체 시스템을 활용하여 거미 실크를 대량 생산하는 기술을 개발하려는 시도가 있었으나 모두 실패했다.

이 연구팀은 거미 실크 단백질을 생산하는 대장균을 대사공학적으로 새로이 개발하고 이를 활용함으로써 고성능의 거미 실크섬유를 인공적으로 합성하는데 성공하였다. 이렇게 만들어진 거미 실크섬유의 물성을 측정한 결과 강도 508MPa, 인장탄성율 21GPa를 보여 케블라 수준의 강도를 갖게 되었다.

이상엽 교수는 “이번 연구는 바이오기반 화학 및 물질 생산시스템 개발의 핵심기술인 시스템 대사공학적 방법을 통해 기존의 석유화학 제품과 대체 가능한 고성능의 섬유를 생산하는 기반기술을 확립하는데 그 의의가 있으며, 향후 생산시스템 향상과 물성 연구를 계속 수행하여 실용화하고 싶다”라고 밝혔다.

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