리서치 하이라이트

실크를 만드는 분자 메커니즘

Nature 424, 6952

곤충들이나 거미가 실을 짜는 메커니즘은 매우 복잡하여 in vitro에서 만들어내기가 아주 힘들었다. 곤충이나 거미들은 누에고치를 형성하거나 그물을 짜기 전에 견사샘(silk gland)에 있는 베타 병풍구조 형성 단백질들이 너무 빨리 결정화되는 것을 방지한다. 견사샘에 있는 액체는 전체 몸무게의 약 20%를 초과하기도 하며, 실을 짜기 전까지는 절대 굳지 않습니다. 최근 이러한 강력한 액체를 만드는 메커니즘이 밝혀졌다. 폴리에틸렌 옥사이드에 다시 녹인 실크를 이용하여 실 짜기를 흉내낸 한 시스템을 이용하여 실크 피브로인의 농도가 증가함에 따라 실크 단백질들이 미셀(micelle)을 형성하거나 보다 큰 구체(globule)를 형성한다는 사실이 전자현미경 분석을 통해서 밝혀졌다. 용해도는 단백질의 친수성 부위가 커다란 소수성 부위 사이에 있을 때 유지되었다. 일단 실 짜기가 시작되면, 전단력과 인장력에 의해서 폴리에틸렌 옥사이드가 제거되고, 고체 실크가 형성된다. 이러한 작용은 다양한 종류의 폴리머를 형성하는데 있어서 환경 친화적인 생산방식을 개발하는데 도움이 될 것으로 보인다.