포스텍-충남대 연구진, 바다의 보석 ‘진주’ 형성 비밀 찾았다

【포항=뉴시스】강진구 기자 = 포스텍(총장 김도연)은 화학공학과 차형준 교수와 충남대 응용화학공학과 최유성 교수 공동연구팀이 진주조개 단백질의 역할 규명을 통한 진주층 형성의 핵심 메커니즘을 밝혀냈다고 3일 밝혔다.

 공동연구팀은 이번 연구에서 진주층을 구성하는 무기물 성분인 탄산칼슘 미네랄이 만들어질 때 유기물인 진주조개 단백질이 어떤 역할을 하는지를 규명했다.
 
 탄산칼슘 미네랄을 주성분으로 구성된 진주층은 일반 탄산칼슘보다 100~1000배 가량 단단해 학계에서는 바이오소재로서의 높은 활용성을 기대해 왔다.

 진주조개는 이런 진주층을 만들기 위해 탄산칼슘 전구체(생명체의 물질 대사에서 반응이 일어나기 전 원료물질)를 조개의 내장 덩어리를 둘러싼 외투막의 상피세포(몸 표면이나 내장기관의 내부 표면을 덮고 있는 세포)에 저장하는 것으로 알려져 왔다.

 하지만 탄산칼슘 전구체가 세포 안에서 매우 불안정한 상태를 보여 진주조개가 어떻게 안정화하는지는 여전히 의문으로 남아 있었다.

 포스텍-충남대 공동연구팀은 이번에 유전자 재조합을 통해 얻은 진주조개 단백질(Pif80)로 탄산칼슘 전구체를 안정하게 형성하고 저장하는 과정을 규명했다.

 또한, 이 단백질은 결정질 탄산칼슘이 평평한 판 모양으로 성장할 수 있도록 유도하기 때문에 다각형의 판 모양 탄산칼슘으로 만들어진 진주층을 형성하는데 유기물인 단백질이 결정적인 역할을 한다는 것을 밝혀냈다.

 이번 연구는 특허 출원을 통해 이미 원천 지식재산권을 확보했다.

 이 연구는 해양수산부가 추진하는 해양수산생명공학 R&D 사업 중 ‘해양 섬유복합소재 및 바이오플라스틱소재 기술개발’의 지원을 받아 수행됐으며 세계적인 학술지 사이언스(Science)의 자매지인 사이언스 어드밴스즈(Science Advances) 최근호를 통해 발표됐다.

 연구를 주도한 차형준 교수는 “이번 연구는 진주층 바이오미네랄 형성 조절 과정의 전반에 관여하는 진주조개 단백질의 핵심 역할을 규명해 냈다는 점에서 의미가 있다”며  “향후 인공 뼈와 인공 치아 등 진주층을 이용한 새로운 생체 재료 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다.

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