프랑스 노트르담 대학의 멜콤 프레이저 주니어 교수 연구실이 공학적으로 유전자가 이식된 누에가 엄청난 강도를 갖는 누에 실(견사)을 생산해 주목된다.

 

사이언스 데일리(Science Daily)는 6일(현지시각) 유전자 합성 누에에서 초강도의 거미줄 같은 견사를 뽑아 낼 수 있게 돼 수술용 봉합선, 인공 수족이나 낙하산 등에 이용될 수 있을 것이라고 보도했다. 

 

멜콤 프레이저 주니어 교수 연구팀 연구 결과는 오랜 동안 추구해 왔던 이런 기계적 특성을 갖는 견사 생산 가능성에 대한 돌파구를 마련한 것으로 평가된다. 해당 논문은 동료 전문가들의 심도 깊은 검토 후에 국립 과학 아카데미 정례 모임에서 발표됐으며, 발행자는 뉴스 가치가 있는 이슈 기사로 간주, 관련 과학 기술 분야의 중요성을 덧붙였다.

 

프레이저 교수는 "아직 아무도 해낸 적이 없는 일" 이라고 강조했다. 이 프로젝트는 미국의 와이오밍 대학의 도널드 자르비스 및 랜돌프 루이스와의 공동연구로, 프레이저 교수 연구실의 피기백 벡터(매개체)를 이용하여 유전자 이식 누에를 생성한 다음, 이로부터 유전자 합성 누에 및 거미줄 견사 단백질을 생성했다. 

 

자르비스의 연구실은 유전자 이식 플라스미드를, 프레이저 교수의 연구실은 유전자 이식 누에를 만들었고, 루이스의 연구실에서 이로부터 생성된 섬유를 분석했다. 결과는 이 섬유가 보통의 누에 섬유보다 강하고 거미 꼬리에서 나오는 섬유만큼 억세다는 것이었다. 즉, 누에로부터 공학적으로 이토록 향상된 섬유를 생산할 수 있음을 증명한 것.

 

[참고 1]  피기백(piggyBac) : 유전자 공학에서 사용되는 트랜스포즌. 트랜스 포즌은 DNA 또는 RNA의 복제 단위인 레플리콘(replicon)이 다른 레플리콘으로 전이될 수 있는 유전자군(群)을 말한다.

 

[참고 2] 플라스미드(plasmid) 박테리아와 이스트처럼 자기 복제로 증식할 수 있는 유전 인자

 

직접 거미로부터 '거미' 견사를 상용으로 생산하는 것은 현실적이지 못하다. 거미라는 곤충이 너무 야만적이고 농사짓기에는 지나치게 텃세가 강하기 때문이다. 연구원들은 박테리아, 곤충, 포유동물이나 식물 등의 다른 유기체로부터 보다 강한 재질을 섬유를 생산하려고 실험을 해왔으나, 이들로부터 생산되는 단백질은 기계적 실잣기(방적)를 필요로 한다. 

 

그러나 누에는 자연적으로 실잣기를 해낸다. 보다 강한 섬유는 현재 일부 천연 누에 견사가 사용되기도 하는 외과용 봉합선, 뿐만 아니라 상처 꿰매기, 인공 인대, 힘줄, 조직 비계(scaffolds), 미소 캡슐, 화장품이나 옷감으로 응용될 수 있다.

 

이 연구 결과는 노트르담 대학에서 프레이저 교수의 유전자 이식 능력 개발에 대한 내부 수상과 함께 10년여에 걸친 연구 노력의 정점이었다. 자르비스와 루이스, 그리고 프레이저에게는 2년간의 NIH(미 국립 보건원, National Institute of Health) R21이 인정되었다. 

 

한편 이 연구의 성공에는 노트르담 대학 프레이저 연구실의 누에 유전자 이식의 달인인 한국인 손봉희 및 김영수가 없었으면 불가능했을 것이다.

 

크레이그 바이오크래프트 연구소(Kraig Biocraft Laboratories Inc.)는 프레이저, 루이스 및 자르비스를 과학 위원으로 해서 이 첫 세대 섬유를 가지고 현재 섬유 및 비(非) 섬유 분야로 여러 비즈니스 기회를 평가하고 있다. 연구원들은 궁극적으로 이 첫 세대 생성물을 개선하여 보다 강한 섬유를 만들 수 있기를 희망하고 있다.