거미줄의 비밀을 파헤치다(글 : 로언 제이콥슨, 사진 : 저스틴 진)

출처 :  [거미줄의 비밀을 파헤치다]-내셔널지오그래픽매거진

 

거미 실크를 생산할 수 있는 누에를 만들어내려면

가장 먼저 누에알의 유전자를 편집해야 한다.

중국 상하이 인근에 있는 쑤저우대학교의 한 실험실에서 이 작업이 진행되고 있다. 
형질 전환 누에는 부화한 지 한 달 정도 지나면

사람 머리카락보다 가느다란 실 한 가닥으로 고치를 짓는데

실의 길이는 약 1.6km에 달하기도 한다.
그다음 단계로 고치를 삶아

섬유 가닥들을 묶고 있는 천연 접착 성분이 느슨해지도록 만든다.

이 작업을 거치면

과학자들이 이 첨단 소재를 펼쳐 원하는 대로 가공할 수 있다.

 

미국 미시간주 소재의 기업 크레이그 바이오크래프트 연구소에서 키우는 이 누에는

유전자 변형을 거쳐 거미줄과 놀라울 정도로 흡사한 실을 뽑아낸다.

자외선 조명과 카메라 필터 밑에서 이 거미 실크가 빛을 내는 것은

변형 유전자가 다음 세대로 전달됐다는 사실을 나타내는 증거다.

MARK THIESSEN, NGM STAFF

 

중국 동부에 있는 쑤저우대학교에서

형질 전환 누에가 생산한 거미 실크 한 가닥을 대상으로

실제 거미줄과의 인장력을 비교하는 실험이 진행되고 있다.

 

거미줄을 복제하기 위한 노력은 수십 년 동안 이어졌는데

여기에는 중국 시난대학교 소속의 후원보(사진에서 무당거미를 채집하는 사람)

같은 연구원들이 힘을 보탰다.

이 연구원들은 거미줄의 유전적 특성을 규명하기 위해 노력해왔다.

 

시난대학교 실험실에서 후원보가 시범을 보이고 있는 것처럼

살아 있는 무당거미를 침으로 고정해

거미줄 한 가닥을 뽑아내려면 섬세한 손길이 필요하다.

 

후원보가 시난대학교 학생들에게

무당거미 한 마리가 생산한 노란 거미줄 타래에서 올 푸는 방법을 보여주고 있다.

 

누에가 거미줄 단백질을 만드는 유일한 수단은 아니다.

쑤저우대학교의 생물학자 치싱메이처럼

일부 연구원과 기업들은 발효된 박테리아의 유전자를 변형해 거미줄 단백질을 만든다.

 

중국 베이징에 있는 칭화대학교에서

과학자들이 거미줄 단백질로 만든 감지기를 사용해

뇌파 양상을 확인하고 있다.

이는 의료계에서 거미줄 단백질을 활용할 수 있는 수많은 응용 사례 중 하나다.

 

거미가 실크의 잠재력을 새롭게 바꿔놓을 수 있다 하더라도

유전자 변형을 거치지 않은 누에로부터 뽑아낸

섬유 또한 여전히 문화적 가치가 높다.

중국 난징윈진박물관의 명장들은

과거에 황제의 의복 제작에만 썼던

운금 직조법을 지금도 이어가고 있다.

 

2026년부터 명품 패션 브랜드들은

크레이그 바이오크래프트 연구소의 실크 견본을 받아볼 것이다.

크레이그사의 최고 경영자 킴 톰슨은

자사의 실크가 패션 브랜드들에게 깊은 인상을 남기기를 기대하고 있다.

MARK THIESSEN

 

실크의 미래는 진화하고 있을지 몰라도

그 과거 또한 여전히 눈부시다.

난징윈진박물관이 소장한 이 명나라 황제의 곤룡포 복제품은

스무 명의 명장이 실 수만 가닥을 사용해

꼬박 3년에 걸쳐 완성한 것이다.

 

본 협회의 사진 스튜디오에서 촬영 기술자 에릭 플린이

끊어지지 않고 쭉 늘어나는 거미 실크의 놀라운 능력을 확인해보고 있다.

플린은 크레이그 바이오크래프트 연구소의 거미 실크로 만든

10g짜리 고리에 77kg에 달하는 트랙터 타이어를 매달았다.

MARK THIESSEN

 

[거미가 실을 잣는 방법]

거미줄이 특별한 힘을 갖는 것은

그 독특한 분자 구조와 거미의 정교한 직조 과정 덕분이다.

과학자들은 순수 자연산임에도 만들기가 녹록지 않은

이 첨단 소재를 복제하기 위해 수십 년째 고군분투하고 있다.

 

[거미 없이 거미줄 만들기]

거미줄 대량 생산의 성공 여부는 유전 공학에 달려 있다.

과학자들은 다양한 숙주의 유전자를 재조합해 거미 실크를 만들었는데

이 소재는 의류부터 의학에 이르는 모든 분야에서 혁신을 일으킬지도 모른다.

이 새로운 첨단 소재가 어떻게 제조되고 활용되는지 살펴보자.