나노기술 및 정책 정보

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이화학연구소(RIKEN) 환경자원과학연구센터 바이오고분자연구팀, 교토(京都)대학, 게이오(慶應)대학 첨단생명과학연구소의 공동 연구그룹이 거미의‘견인줄’의 계층 구조를 인공적으로 재현하는 데 최초로 성공함. 거미의 견인줄은 가볍고 강인한 물성으로 인해 고강도 구조 재료 등 다양한 분야에 응용이 기대되고 있지만, 그 방사 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았음. 무당거미의 견인줄에 함유된 주요 실크 단백질의 일종인 MaSp2는 물에 잘 녹기 때문에, 연구진은 우선 MaSp2의 배열을 모방한 물에 녹기 쉬운 실크 단백질(rMaSp2)을 유전자 조합 대장균에 의해 조제함. rMaSp2 이외에도, NTD(N말단 구조) 또는 CTD(C말단 구조)를 결손시키거나 두 가지 모두를 결손시킨 실크 단백질을 조제하고 NTD와 CTD 기능을 분석함. 그 결과, 거미의 견인줄을 구성하는 실크 단백질이‘액액상분리(液液相分離)’라는 행동을 통해 그물망 모양의 마이크로 피브릴(Microfibril, 미소 섬유)을 형성하는 것을 확인함. 또한, 마이크로 피브릴에 전단 응력을 가함으로써, 마이크로 피브릴이 다발로 모인 계층 구조를 재현하는 데 성공함. 본 연구 성과는 천연 거미줄과 비슷한 구조와 물성을 나타내는 실을 인공적으로 합성하는 기술 개발의 실마리가 될 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Science Advances’ (“Spider silk self-assembly via modular liquid-liquid phase separation and nanofibrillation”) 지에 게재됨.